[发明专利]一种Cu(I)配位聚合物及其制备方法与应用

说明书

本发明属于多孔配位聚合物技术领域，尤其涉及一种Cu(I)配位聚合物，其具有以下分子式：{[Cu^I(H₂PO₄)(dpe)]₅(dpe)_0.5(H₂O)₇}_n；其中，n为大于1的整数，dpe为1,2‑二(4‑吡啶基)乙烯；所述Cu(I)配位聚合物以一价Cu为中心，每个Cu周围连接两个dpe有机配体和一个H₂PO₄^‑。本发明还涉及该Cu(I)配位聚合物的制备方法，还公开了该Cu(I)配位聚合物的应用，以及一种光催化剂。该制备方法的反应条件温和，易于控制，并且依据该制备方法制得的产物的热稳定性较好；并且，所述光催化剂的催化活性较高，其在无需任何光敏剂和助催化剂的条件下能够将水分解为氢气，其制备和应用成本均较低，因此，该Cu(I)配位聚合物在光催化制氢方面具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于多孔配位聚合物技术领域，尤其涉及一种Cu(I)配位聚合物，并涉及该Cu(I)配位聚合物的制备方法，还公开了该Cu(I)配位聚合物的应用，以及一种光催化剂。

背景技术

金属有机骨架材料是一类新型的有机无机杂化材料，由于其晶体结构有序，比表面积大，孔径可调节等诸多优点，已经在气体存储与分离、分子传感、光电材料、药物载体、催化剂等领域展现了重要的应用前景。

随着人们越来越关注能源危机和环境污染等问题，寻找可持续和清洁能源就成为了科学家们研究的必然趋势。特别是，近几年来，金属有机骨架材料已经被广泛用作光催化剂用于光解水制氢。相当多的一部分金属有机骨架材料表现出类半导体行为，其规则的孔结构有利于抑制光生电子和空穴的复合，因此显著提高光催化活性。

然而，现有的光催化剂在光解水制氢时，往往需要结合光敏剂和/或助催化剂一并使用，从而成本高昂，且现有的光催化剂本身的催化活性还不够理想。

发明内容

本发明旨在克服现有技术中的上述技术缺陷，并提供一种新的多孔铜配位聚合物，用于光解水制氢，以达到降低催化成本，提高催化效率的目的。

具体地，本发明第一方面提供了一种Cu(I)配位聚合物，其具有以下分子式：

{[Cu^I(H₂PO₄)(dpe)]₅(dpe)_0.5(H₂O)₇}_n；

其中，n为大于1的整数，dpe为1,2-二(4-吡啶基)乙烯，其结构式如下所示：

并且，所述Cu(I)配位聚合物以一价Cu为中心，每个Cu周围连接两个dpe有机配体和一个H₂PO₄^-；可见，其构成了三配位构型。

众所周知，磷酸配体的结构式如下：

优选地，所述Cu(I)配位聚合物的框架结构的分解温度为220℃。

并且，本发明第二方面提供了一种第一方面所述的Cu(I)配位聚合物的制备方法，其包括以下步骤：

S1：向反应容器中加入CuO，1,2-二(4-吡啶基)乙烯和去离子水，搅拌以混合均匀；

S2：接着，加入H₃PO₄水溶液，继续搅拌，并密封该反应容器；

S3：在高温下进行水热反应；

S4：后处理，即得所述Cu(I)配位聚合物的单晶产物。