[发明专利]一种双核镍配位化合物及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种双核镍配位化合物及其制备方法与应用。配位化合物为[(dmbpy)₂Ni₂Cl₄(H₂O)₂]，分子结构式为C₂₄H₂₈Cl₄N₄Ni₂O₂，其中dmbpy为4,4'‑二甲基‑2,2'‑联吡啶，Ni为二价镍离子，形态为固态晶体。该配位化合物的晶体属于三斜晶系，P‑1空间群。4,4'‑二甲基‑2,2'‑联吡啶与镍离子通过氯桥键形成双核分子结构。制备方法为：将二氯化三苯基膦镍[NiCl₂(PPh₃)₂]与4,4'‑二甲基‑2,2'‑联吡啶在乙腈溶液中反应得到绿色沉淀，然后把沉淀溶解在乙腈和乙醇的混合溶液中，通过缓慢挥发溶剂得到绿色晶体。本发明可作为一种光催化剂，把温室气体二氧化碳转变为具有高附加值的甲烷气体和CO。本发明制备工艺简单，易实施，产物纯度和产率均较高，在二氧化碳的光催化转化领域具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及配位化合物材料技术领域，尤其是双核金属配位化合物及其制备方法与应用，更具体地，涉及一种双核镍配位化合物及其制备方法与应用。

背景技术

目前人类使用的能源多数来自于化石燃料，比如石油，煤炭等。由于化石燃料的燃烧释放出大量的CO₂，对全球的环境问题带来了严重的挑战。将CO₂还原为具有高附加值的化学燃料的设想，是该解决该问题的有效方法之一。为了实现这一目的，可以利用可见光催化还原CO₂，获得CO、甲烷等新的燃料。探寻高效的光催化剂是解决CO₂还原的关键所在。传统的光催化剂一般选用贵重金属化合物，如Ru、Ir、Pt、Pd配合物。这类化合物由于高昂的价格以及苛刻的合成条件，使其不容易实现大规模工业化生产。但是，利用廉价金属镍制备成光催化剂，用于还原二氧化碳的报道还不多见，尤其是把这类廉价金属化合物用于二氧化碳转化为甲烷的报道更是极其少见。选择该类化合物作为光催化剂具有成本低廉的巨大优势，具有极高的潜在价值。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于以4,4'-二甲基-2,2'-联吡啶配体和二氯化三苯基膦镍[NiCl₂(PPh₃)₂]为原料，采用简单易行的方法，制备出新颖的双核镍配位化合物，以该配位化合物为催化剂，应用于光催化二氧化碳的还原，得到具有高附加值的甲烷气体和CO。

为了解决上述存在的技术问题，本发明采用下述技术方案：

(一)提供一种光催化剂材料

该催化剂材料为[(dmbpy)₂Ni₂Cl₄(H₂O)₂]，其中dmbpy代表有机配体4,4'-二甲基-2,2'-联吡啶，Ni为二价镍离子，该催化剂材料的镍离子与有机配体4,4'-二甲基-2,2'-联吡啶通过氯桥键形成双核镍配位化合物，其结构式如下。

(二)制备上述双核镍配位化合物的方法

所述制备方法包括如下步骤：

S1.将4,4'-二甲基-2,2'-联吡啶和[NiCl₂(PPh₃)₂]在乙腈溶液中混合均匀；

S2.在步骤S1所得混合液中通入氩气，搅拌下反应6～24小时。反应结束后，得到绿色沉淀；

S3.用乙腈和乙醇的混合溶液溶解步骤S2所得绿色沉淀，缓慢挥发，得到绿色针状晶体。