[发明专利]一种镍金属配位聚合物及其制备方法和用途

说明书

本发明提供了一种镍金属配位聚合物及其制备方法和用途，该镍金属配位聚合物的化学式为[Ni(1,4‑pda)(tib)(H₂O)]·H₂O，其中1,4‑pda表示对苯二乙酸,tib表示均苯三咪唑，所述镍金属配位聚合物属于正交晶系，空间群为Cc，α＝γ＝90°，β＝106.648(2)。该镍金属配位聚合物可用于降解亚甲基蓝，当于双氧水联合时，可更有效地降解亚甲基蓝。

技术领域

本发明涉及一种金属配合物，更具体地说，涉及一种镍金属配位聚合物及其制备方法 和用途。

背景技术

随着现代工业的快速发展，纺织、造纸、印刷等行业主要排放的含染料废水正成为水 污染的主要来源之一。由于不断增加的排放量和染料分子的高毒性、生物累积性等特点， 对公众健康和生态环境造成了严重危害。如今，人们正在采用吸附、分离、化学氧化、絮凝、光催化降解等技术来有效地去除染料。在各种技术中，光催化技术在消除废水中的污染物方面引起了世界各国的广泛关注，因为它具有操作简单、价格低廉、绿色环保等诸多优点。催化剂作为光催化降解的核心，其性能直接关系着有机染料的降解效率。为此发展制备方法简单、耗资少、催化降解效率高、可多次重复利用的催化剂，对于有机染料的光 催化降解具有重要的意义[1]。

金属-有机骨架(MOFs)是一类由有机分子和金属或金属簇连接构成的晶体材料，由 于其较大的比表面积、多样的结构拓扑、丰富的活性中心，在气体储存、分离、多相催化等具有潜在的应用。C.G.Silva研究小组发现一些MOFs晶体材料在光照下表现出半导体 特性，这意味着它们可以作为光催化剂[2]。与传统的无机半导体相比，MOFs具有独特的 优势，如开放金属中心、不饱和金属中心和催化活性的有机分子[3]。H.Xing研究小组报 道了一种高效的非均相光催化剂NNU-36，用于还原水相Cr⁶⁺和降解染料[4]。MOFs晶体 材料作为一种新型光催化剂，已引起了学术界的兴趣，研究揭示表明MOFs在光催化去除 环境污染物方面具有巨大潜力。

事实上，合成这些MOFs晶体材料的关键是有机配体的精心设计。柔性对苯二乙酸的 两个长臂乙酸基有多种配位模式，刚性均苯三咪唑有距离较大的配位点，这些大分子长骨 架易形成孔洞结构，这有利于增强吸附功能，促进催化反应效率。根据文献报道，目前利用这两类配体仅仅合成了5个MOFs晶体材料，[Zn₃(1,3-phda)₂(tib)₂]·H₂O、 [Zn(1,2-phda)(tib)]·4H₂O、[Co(1,2-phda)(tib)]·H₂O、[Co₃(1,3-phda)₃(tib)₂(H₂O)]·2H₂O、[Co₅(1,3-phda)₅(tib)₃(H₂O)₃]·7H₂O[5，6]，其中文献5报道了[Zn₃(1,3-phda)₂(tib)₂]H₂O(1)和 [Zn(1,2-phda)(tib)]₄H₂O(2)两配位聚合物，文献6报道了[Co(1,2-phda)(tib)]·H₂O(3)、[Co₃(1,3-phda)₃(tib)₂(H₂O)]·2H₂O(4)和[Co₅(1,3-phda)₅(tib)₃(H₂O)₃]·7H₂O(5)配位聚合物。在配 位聚合物1中，6个顺式-间苯二乙酸桥链6个金属Zn(II)离子构成了60元环，每个均 苯三咪唑链接金属Zn(II)离子形成一维梯状连，再通过这两个结构单元相互衔接构成二 维面，二维面与二维面互相穿插形成复杂的三维超分子结构。在配位聚合物2中，一对均苯 三咪唑链接金属Zn(II)离子形成{Zn₂(tib)₂}20元环，反式-邻苯二乙酸再以桥式链接 {Zn₂(tib)₂}20元环，形成一维环状带。在配位聚合物3中，均苯三咪唑链接Co(II)离子 形成二维面，顺式邻苯二乙酸将两个二维面链接构成双层二维面。在配位聚合物4中，均 苯三咪唑、顺式间苯二乙酸、Co(II)离子形成二维面，进一步二维面互相穿插构成复杂三维超分子结构。在配位聚合物5中，均苯三咪唑、顺式对苯二乙酸、Co(II)离子直接 形成复杂的三维体结构。尽管5个配位聚合物与标题配位聚合物所用到的都是苯二乙酸配 体，但两个乙酸基属于异位，再加之不同中心离子，导致配位聚合物的晶体结构是完全相 异的。但是，文献5和6都没有进一步研究其光催化降解性能。