[发明专利]一种锌配合物合成及作为光降解催化剂的应用

说明书

本发明提供一种锌金属配合物制备及其在光降解催化剂的应用。所述配合物的化学式为[Zn(BIBP)_0.5(BPDC)·DMF]_n，其中，H₂BPDC＝二苯甲酮‑2，4′‑二羧酸，BIBP＝1，4‑双(4‑(咪唑‑1‑基)苄基)哌嗪。所述锌金属配合物为锌离子通过BPDC^2‑、BIBP配体自组装而成的二维结构。该锌配合物具有稳定和高效的催化光降解染料性质：60分钟内亚甲基蓝基本降解完全，且易分离并可多次循环使用。

技术领域

本发明属于有机合成和金属有机化学技术领域，具体涉及到一种1，4-双(4-(咪唑-1-基)苄基)哌嗪(BIBP)和二苯甲酮-2，4′-二羧酸(H₂BPDC)为配体的锌配合物的制备及其作为降解亚甲基蓝(MB)染料的应用。

背景技术

工业的快速发展带来了日趋严峻的生态环境问题，人类的生存环境不断遭到破坏，使得水污染问题日趋严重。目前，我国水体污染的主要来源是工业废水，其中印染废水占工业废水的比重已超过35％。印染废水具有废水量大、色度高、毒性大、水质复杂等特点，属于高浓度难降解有机废水。亚甲基蓝(MB)、甲基橙(MO)等偶氮型染料在水体中的危害极大，不但严重危害河流、海洋的生态平衡，而且还会通过皮肤吸收进入人体内，导致头痛、呕吐，甚至照成多种器官不可逆的伤害乃至致癌。因此，高效处理水体中偶氮型染料污染物是一个重要课题。

传统的水处理工艺因具有易产生二次污染、耗能高、效率低等一系列弊端而不断被革新，由单纯传统处理工艺的改革逐渐转变为水处理的新材料研发。利用环境净化材料催化光降解染料废水的方法可以降解许多难生物降解的复杂大分子，在染料废水处理领域越来越引起人们的关注。

大量关于配合物应用在光降解染料领域的报道，表明具有不同分子结构的配合物在光降解染料领域具有较好的应用。与传统用于光降解的半导体材料相比，配合物在光降解染料方面具有许多优势：(1)晶体结构的精准有利于研究配合物光降解染料的结构与性质之间的关系；(2)可调谐的活性位点促进了配合物光降解染料能高效利用太阳能；(3)配合物的多孔性和较大比表面积能够允许染料分子快速的通过通道，这对提高光催化降解的效率是十分有效的；(4)配合物的金属离子和配体的相互作用可以有效分离光电电子和空缺，从而提高光催化活性。因此，配合物具有高的光催化活性和化学稳定性，且合成方法简单，是一种理想的光反应的催化剂。

1，4-双(4-(咪唑-1-基)苄基)哌嗪(BIBP)是配位能力较强的桥连配体。该配体是柔性咪唑类配体，两端具有两个咪唑，有利于配合物的合成，易合成具有不同维数的金属配合物，而合成不同维数的结构是完成器件化至关重要的一步。

本发明属于有机合成和金属有机化学技术领域，涉及具有二维锌金属荧光配合物的合成，更具体的说是1，4-双(4-(咪唑-1-基)苄基)哌嗪(BIBP)和二苯甲酮-2，4′-二羧酸(H₂BPDC)为配体的锌配合物的合成及其作为光降解催化剂的应用。本发明采用二价锌离子作为主体，以1，4-双(4-(咪唑-1-基)苄基)哌嗪和二苯甲酮-2，4′-二羧酸作为配体来构筑配合物，探究不同金属离子对该金属配合物性能的影响，同时具有二维结构的锌配合物对于亚甲基蓝染料具有明显的光降解性质：60分钟内亚甲基蓝染料基本降解完全。

发明内容

本发明旨在提供一种有效催化降解含偶氮类有机染料亚甲基蓝的二维锌配合物及其制备方法。本发明选用1，4-双(4-(咪唑-1-基)苄基)哌嗪、二苯甲酮-2，4′-二羧酸为配体和六水合硝酸锌构筑锌配合物。该配合物能够高效降解亚甲基蓝有机染料并能保证优异的催化活性及重复性。该配合物合成工艺简单、成本低、效率高、重现性好、检测灵敏、易于分离、收益高，可应用于工业化生产，在环境监测、生命科学及污染物降解领域具有潜在的应用前景。