[发明专利]一种零价银掺杂的银基配位聚合物及其制备方法和应用

说明书

一种银基配位聚合物和一种零价银掺杂的银基配位聚合物光催化降解甲基橙及其制备方法与应用，属于配位聚合物技术领域，针对光催化降解甲基橙催化剂活性低、光生载流子易于复合等缺陷，本发明提供了一种银基配位聚合物，其分子式为[Ag₃(psa)(4,4’‑bpy)₆]_n·nOH·2nCH₃OH·2nH₂O，式中psa代表苯基丁二酸盐，4,4’‑bpy代表4,4’‑联吡啶；该化合物属于三斜晶系中的P1空间群，且结构中存在着独立的一维链与二维层。经汞灯预照射不同时间，因为配位聚合物中部分一价银可以还原为零价银，获得零价银掺杂的银基配位聚合物。上述催化剂在可见光下可以催化降解甲基橙，尤其是汞灯预照射1小时的零价银掺杂的银基配位聚合物具有最佳催化活性。

技术领域

本发明属于配位聚合物材料技术领域。

背景技术

水资源污染是当今全人类普遍面临的严峻问题之一，其中环境中的有机染料对水资源的污染影响较为严重。有机染料不仅毒性大而且具有致癌性，它们的化学稳定性和在自然界中难降解的特性对人类健康和生态系统的可持续性构成严重威胁，因此迫切需要开发一种方法来去除水体中的有机染料。常见的去除有机染料的方法有吸附法、膜分离法、离子交换法、和光催化法，在这些方法中，光催化法所需成本低，效率高，因此成为处理水体中有机染料污染较为理想的方法。

近年来，配位聚合物(CPs)由于具有多样的配位模式和别致的空间结构，使得它作为一种高效的光催化剂被广泛应用于CO₂还原、制氢、Cr(VI)还原以及有机污染物的降解。然而，CPs作为光催化剂具有较大的带隙，通常只能吸收可见光，这大大降低了太阳能的利用率。由于Ag⁰具有等离子体效应，与CPs结合时可以表现出较高的光催化活性和较强的光稳定性。此外，Ag-CPs具有丰富的Ag⁺位点，通过原位光还原法可以将Ag⁰掺杂到CPs中，提高催化剂的电荷载流子分离效率，增强光催化降解染料性能。

发明内容

为了解决目前处理水体中有机染料污染成本高、效率低等缺陷，本发明提供了一种零价银掺杂的银基配位聚合物，该配位聚合物的前驱物分子式为[Ag₃(psa)(4,4’-bpy)₆]_n·nOH·2nCH₃OH·2nH₂O，前驱物中部分Ag⁺通过汞灯光照原位光还原为Ag⁰，形成零价银掺杂的银基配位聚合物。

该分子式中psa代表苯基丁二酸盐，4,4’-bpy代表4,4’-联吡啶；该配位聚合物属于三斜晶系中的P1空间群，且结构中存在着独立的一维链与二维层。

该Ag-CP前驱物中不对称单元是由有3个中心Ag⁺、3个4,4’-bpy和1个spa、2个甲醇分子和2个水分子和1个羟基离子组成；其中Ag1、Ag2离子为四配位，同时与两个来自spa中的氧原子和两个来自4,4’-bpy的氮原子配位；Ag3离子为二配位，与两个来自4,4’-bpy的氮原子配位；Ag1、Ag2分别与4,4’-bpy形成一个一维链状结构，两个一维链通过spa分子桥连形成一个沿ac面的无限二维层。

值得注意的是，二配位的Ag3通过4,4’-bpy分子的连接形成一个一维链状结构。独立的一维链与二维层进一步通过4,4’-bpy苯环间π-π堆积作用最终形成复杂的三维超分子结构，苯环质心间的距离为

前驱物中部分Ag⁺通过汞灯光照原位光还原为Ag0，形成零价银掺杂的银基配位聚合物。

零价银掺杂的银基配位聚合物前驱物的制备方法具体步骤如下：