[发明专利]一种铑系电子媒介体[Cp*Rh(bpy)H2

说明书

本发明公开了一种铑系电子媒介体[Cp*Rh(bpy)H₂O]²⁺固载于光催化剂Uio‑66‑NH₂表面的方法，属于光催化剂制备技术领域。本发明通过酰胺化反应将羧酸联吡啶修饰到MOF材料UiO‑66‑NH₂表面，再与二氯(五甲基环戊二烯基)合铑(III)二聚体反应，最终将铑系电子媒介体[Cp*Rh(bpy)H₂O]²⁺固载于光催化剂Uio‑66‑NH₂表面，将可溶性铑系电子媒介体固载于固体催化剂表面，使均相反应催化剂转变为非均相反应催化剂，实现了铑系电子媒介的回收与再利用，实现铑系电子媒介体的可回收再利用。此外，本发明制备的催化剂在光催化NADH再生反应中表现出优异的催化活性和稳定性。

技术领域

本发明涉及一种铑系电子媒介体[Cp*Rh(bpy)H₂O]²⁺固载于光催化剂Uio-66-NH₂表面的方法，属于光催化剂制备技术领域。

背景技术

近年来，酶催化反应广泛应用于化工合成产业中。大部分氧化还原酶催化反应需要烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)作为辅酶提供电子和氢，但由于NADH价格昂贵，且无法回收，限制了酶催化反应在化工合成领域的发展。因此，在NADH依赖型酶催化反应中，需要设计有效的再生方法以保证NADH对酶的持续供给。

光催化NADH再生过程仅利用太阳能驱动反应，其过程绿色、高效。酶催化利用NADH作为还原剂，反应后NADH变为NAD⁺，当酶催化反应与光催化结合时，光催化剂吸收光子发生电子跃迁，可将NAD⁺还原为NADH，实现NADH再生，循环参与反应，降低酶催化反应成本。然而，光催化剂激发的电子能量与NAD⁺的能量并不匹配，需要电子媒介体作为传送带，将光催化剂激发的电子传递给NAD⁺，将NAD⁺还原为NADH。由二氯(五甲基环戊二烯基)合铑(III)二聚体与联吡啶反应制备而成铑系电子媒介体[Cp*Rh(bpy)H₂O]²⁺是最常用的电子媒介体，其价格昂贵，反应过程中溶于反应体系，无法回收。因此，提供一种可以回收再利用的铑系电子媒介体是十分必要的。

发明内容

本发明为了解决现有铑系电子媒介体无法回收再利用问题，提供一种铑系电子媒介体 [Cp*Rh(bpy)H₂O]²⁺固载于光催化剂Uio-66-NH₂表面的方法。

一种铑系电子媒介体[Cp*Rh(bpy)H₂O]²⁺固载于光催化剂Uio-66-NH₂表面的方法，该方法包括以下步骤：

步骤1，将羧酸联吡啶固载在Uio-66-NH₂表面，获得联吡啶酰胺；

步骤2，然后将联吡啶酰胺与二氯(五甲基环戊二烯基)合铑(III)二聚体反应，获得 [Cp*Rh(bpy)H₂O]²⁺@Uio-66-NH₂。

进一步地，步骤1中制备联吡啶酰胺的操作过程为：将羧酸联吡啶在二氯亚砜溶剂中回流反应1～4h，蒸干，获得联吡啶酰氯，然后将联吡啶酰氯和Uio-66-NH₂在二氯甲烷溶剂中搅拌反应2～12h，过滤，将所得固体干燥，获得联吡啶酰胺。

进一步地，羧酸联吡啶为含羧基的联吡啶。

更进一步地，羧酸联吡啶为2,2-联吡啶-3-羧酸，2,2-联吡啶-4-羧酸，2,2-联吡啶-5-羧酸，2,2'-联吡啶-3,3'-二羧酸，2,2'-联吡啶-4,4'-二羧酸或2,2'-联吡啶-5,5'-二羧酸。