[发明专利]一种铜（II）配位聚合物及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种铜(II)配位聚合物及其制备方法与应用，该配位聚合物通过将二水合氯化铜、1，3‑二(咪唑基)丙烷、2,3,5,6‑四氟对苯二甲酸、氢氧化钠、N，N’‑二甲基甲酰胺和水混合进行溶剂热反应5～7天后，在经过冷却析晶、经洗涤干燥后得到，该配位聚合物化学式为{[Cu(1,3‑BIP)(1,4‑BDF)]·DMF}_n，该配位聚合物以铜(II)为中心离子，通过2,3,5,6‑四氟对苯二甲酸配体羧基氧单齿桥联配位连接形成了一个一维链，再经过两个1，3‑二(咪唑基)丙烷配体近乎180°扭曲旋转配位连接相邻上述一维链的铜离子，形成了一个一维双链构型，上述双链通过1，3‑二(咪唑基)丙烷配体进一步连接，形成一个二维多环的层状骨架结构。本发明配位聚合物具有很好的热稳定性，在可见光条件下180min内对甲基橙的降解率达到84％，该配位聚合物可作为特殊的光降解有机染料催化剂使用。

技术领域

本发明属于有机污染物光催化降解领域，尤其涉及一种具有光催化降解性能的铜(II)配位聚合物及其制备方法与应用。

背景技术

水是生命的源泉，如何有效合理处理水污染是关系到是人类生存的重要问题。现代工业的发展使含有难降解污染物的工业废水中日益增多。甲基橙又称对二甲基氨基偶氮苯磺酸钠或4-((4-(二甲氨基)苯基)偶氮基)苯磺酸钠盐，是一种具有金黄色的人工合成的染料。它属于偶氮染料，这类染料是染料各类中最多的一种，约占全部染料的50％左右。根据已有实验分析，甲基橙是较难降解的有机物，因而以它作为研究对象有一定的代表性。甲基橙染料废水的色度高，可生化性差，如果不经过处理直接排放，会引起水体环境的持久恶化。人们用多种方法对上述废水进行处理，比如吸附法、离子交换法、生物处理技术和高级化学氧化法等。其中，光催化是高级化学氧化法中的一种，主要利用半导体的光催化性质，其降解速度快，不产生二次污染，反应条件温和，是环境领域的研究热点。近年来，金属有机配位聚合物由于其丰富的拓扑结构，多样的堆积方式，使其在光、电、磁、光催化降解和气体存储等方面表现出巨大的应用潜力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有光催化降解性能的铜(II)配位聚合物。

本发明的再一目的在于提供上述铜(II)配位聚合物的制备方法。

本发明的另一目的在于提供上述铜(II)配位聚合物在光催化降解有机污染物方面的应用。

本发明是这样实现的，一种铜(II)配位聚合物，该配位聚合物的化学表达式为：{[Cu(1,3-BIP)(1,4-BDF)]·DMF}_n；其中，n为不包括0在内的自然数(无穷大)；

DMF为有机溶剂分子N，N’-二甲基甲酰胺，其结构如下式1所示：

1,3-BIP为1，3-二(咪唑基)丙烷，其结构如下式2所示：

1,4-BDF为2,3,5,6-四氟对苯二甲酸酸根，其结构如下式3所示：

该配位聚合物以铜(II)为中心离子，通过2,3,5,6-四氟对苯二甲酸配体羧基氧单齿桥联配位连接形成了一个一维链，再经过两个1，3-二(咪唑基)丙烷配体近乎180°扭曲旋转配位连接相邻上述一维链的铜离子，形成了一个一维双链构型，上述双链通过1，3-二(咪唑基)丙烷配体进一步连接，形成一个二维多环的层状骨架结构。

所述配位聚合物晶体属于斜方晶系，空间群为P-1，晶胞参数为α＝γ＝90.00゜，β＝119.077(4)゜，

本发明进一步公开了上述铜(II)配位聚合物的制备方法，该方法包括以下步骤：