[发明专利]一种具有可见光催化还原CO2性能的钌配位聚合物及其制备方法与用途

说明书

本发明涉及一种具有可见光催化还原CO₂性能的钌配位聚合物及其合成与用途。本发明有如下有益效果：聚合物晶体材料易于合成，简单溶剂热即可得到，且晶体尺寸大小和形貌可控；所获得的晶体材料在紫外可见光区具有宽范围的光吸收，光稳定等优点；该晶体材料表现出优异的可见光催化还原CO₂效果，光转化效率为110μmol(g of Cat.)^‑1h^‑1。本发明为有效利用太阳能实现绿色催化提供实验技术基础。

技术领域

本发明涉及一种具有可见光催化还原CO₂性能的钌配位聚合物及其合成与用途。

背景技术

由CO₂导致的温室效应日益严重，如何稳定控制大气中温室气体已成为研究热点,并引起了环境、能源、物理、化学等各学科研究者的关注。CO₂由于惰性大,不易活化，使得其固化和转化受到限制，要完成CO₂的转化需消耗很多的能量和资源，因此，开发低能耗的CO₂转化具有重要的意义。光催化可在常温常压下进行，不需要消耗大量的额外能量，操作条件简单易控，并且是一种能够有效利用太阳能的方法。

参照绿色植物的光合作用，在光催化反应系统中，必须引入有效的光敏剂与光催化剂。光敏剂一般在光照下存在多重能级跃迁，从而可以吸收宽范围的可见光，形成具有活性的激发态，通常包括金属酞菁类化合物，金属多吡啶类化合物以及金属卟啉环类化合物等。在这里，我们引入多吡啶类的敏化和催化双功能Ru化合物，用简单溶剂热方法得到具有优异可见光催化还原CO₂性能的钌配位聚合物材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有可见光催化还原CO₂性能的钌配位聚合物。

本发明的另一个目的在于提供一种具有可见光催化还原CO₂性能的钌配位聚合物的制备方法。

本发明的另一个目的在于提供一种具有可见光催化还原CO₂性能的钌配位聚合物的用途。

本发明的技术方案如下：一种具有可见光催化还原CO₂性能的钌配位聚合物，所述的钌配位聚合物材料的结构式为{Gd₂[Ru(dcbpy)₃]}·2ClO₄^-，其中，所述的dcbpy为2，2-联吡啶-4，4-二羧酸根离子。

进一步地，所述的一种钌金属配位聚合物属于单斜晶系C2/c空间群，它的单胞参数为：α＝90，β＝114.12，γ＝90,V＝6311(4)。

一种具有可见光催化还原CO₂性能的钌配位聚合物的制备方法，采用溶剂热法制备所述的钌配位聚合物，具体包括如下步骤：

(1)制备Ru(H₂dcbpy)₃Cl₂

将RuCl₃和H₂dcbpy加入反应釜中，然后在反应釜中加入HCl溶液，接着超声30分钟以上，使RuCl₃和H₂dcbpy充分溶解；之后将反应釜放入烘箱中，设置烘箱的温度为180～200℃，反应3天以上，最后析出固体、过滤、洗涤、晾干，得到Ru(H₂dcbpy)₃Cl₂；其中，所述的RuCl₃、H₂dcbpy与HCl的摩尔比为1：2～3：1000～1200；

(2)制备{Gd₂[Ru(dcbpy)₃]}·2ClO₄^-