[发明专利]基于硫杂杯[4]芳烃的钛基配合物晶态材料及其制备方法和在亚甲基蓝光降解中的应用

说明书

基于硫杂杯[4]芳烃的钛基配合物晶态材料的制备方法，包括：将配体H₄BTC4A、硝酸锂和钛酸异丙酯加入由N,N‑二甲基乙酰胺和乙醇组成的混合液中，混合均匀后于反应釜中加热反应一段时间，得到黄色块状透明晶体，清洗，过滤，晾干，得到基于硫杂杯[4]芳烃的钛基配合物晶态材料。本发明的钛基配合物晶态材料是一种基于硫杂杯[4]芳烃的钛基配合物，其中硫杂杯[4]芳烃以罕见的1,2‑交替构型配位；本发明的钛基配合物具有良好的稳定性，可在空气中长期存放；其禁带宽度低；本发明的合成方法简单快捷，成本低，产率高，可重复性高，易于量产和普及使用；本发明的钛基配合物晶态材料在日光照射下就可以驱动亚甲基蓝的光降解，对工业废水中亚甲基蓝的处理具有重要意义。

技术领域

本发明涉及一种基于硫杂杯[4]芳烃的钛基配合物晶态材料、其制备方法和在亚甲基蓝光降解中的应用。

背景技术

配合物为一类具有特征化学结构的化合物，由中心原子(或离子，统称中心原子)和围绕它的分子或离子(称为配位体/配体)完全或部分通过配位键结合而形成。配合物是化合物中较大的一个子类别，广泛应用于日常生活、工业生产及生命科学中；它不仅与无机化合物、有机金属化合物相关连，并且与现今化学前沿的原子簇化学、配位催化及分子生物学都有很大的交叉。钛基配合物是以钛原子为中心形成的配合物，该中心钛原子通过配位键与配体或其他离子结合。相较于二氧化钛的结构单一且禁带宽度较高等特点，钛基配合物结构可以调控，禁带宽度可以调控变低。因此，钛基配合物的合成与表征是无机及材料化学研究领域的一个热点，具有各种结构和性能可调等优点的钛基配合物的材料在光催化、光降解等领域具有很好的应用前景。

亚甲基蓝属于染料类化合物，工业级亚甲基蓝经常会用于棉、蚕丝、纸张等的染色，也可应用在竹木的着色和制造墨水、色淀等。另外，亚甲基蓝也常被用作细菌染色剂、指示剂等。亚甲基蓝在医学领域具有广泛应用。由于亚甲基蓝的氧化还原特性，可用于解除氰化物、亚硝酸盐、苯胺、乙酰苯胺中毒，或因磺胺类等药物而导致的高铁血红蛋白症。近年来，学者们也对亚甲基蓝及其代谢物在各种细菌和病毒感染，癌症和中枢神经系统疾病如抑郁症、精神分裂症、阿尔茨海默病等疾病中的应用进行了研究。虽然亚甲基蓝在诸多方面具有很好的疗效，但在亚甲基蓝剂量过高时，却会引发亨氏小体贫血、红细胞形态改变以及坏死性浓肿等症状。所以，为了消除过量亚甲基蓝对人体和环境的危害，开发出能够低成本、高效率在自然光下光降解亚甲基蓝的钛基配合物晶态材料是我们亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于一种新型的具有良好稳定性的基于硫杂杯[4]芳烃的钛基配合物晶态材料及其制备方法与应用。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案具体如下：

基于硫杂杯[4]芳烃的钛基配合物晶态材料的制备方法，包括：将配体H₄BTC4A、硝酸锂和钛酸异丙酯加入由N,N-二甲基乙酰胺和乙醇组成的混合液中，混合均匀后于反应釜中加热反应一段时间，得到黄色块状透明晶体，清洗，过滤，晾干，得到基于硫杂杯[4]芳烃的钛基配合物晶态材料。

进一步的，所述H₄BTC4A、硝酸锂和钛酸异丙酯的摩尔比为1：6：100。

进一步的，所述N,N-二甲基乙酰胺和乙醇的体积比为5：1。

进一步的，所述反应釜为聚四氟乙烯反应釜，所述加热温度为80℃，所述反应时间为5天。

本发明还提供了由上述制备方法制备的基于硫杂杯[4]芳烃的钛基配合物晶态材料。

本发明还提供了上述基于硫杂杯[4]芳烃的钛基配合物晶态材料在染料分子光降解中的应用。

进一步的，所述染料分子光降解是染料分子中的亚甲基蓝在日光照射下所进行的光降解。