[发明专利]一种溶剂诱导的具有不同光催化活性的Cu13

说明书

本发明涉及光催化领域，具体公开了一种溶剂诱导的具有不同光催化活性的Cu1subgt;3/subgt;纳米团簇体异构体的合成方法，其包括如下步骤：步骤1，合成CZ‑PrAH配体；步骤2，合成SD/Cu13a；步骤3，合成SD/Cu13b。本发明选择具有不同卤素离子释放能力的卤素化溶剂来诱导异构化，这不仅成功地形成了两个准结构异构的Cu13纳米簇，由CZ‑PrAH和Hsubgt;4/subgt;TCsubgt;4/subgt;A配体保护，而且还通过在Cu13内核上安装Clsupgt;‑/supgt;优化了Osubgt;2/subgt;生成效率。通过理论计算和实验均表明，与SD/Cu13b相比，SD/Cu13a核上的Clsupgt;‑/supgt;结合产生独特的X(Cl)M(Cu)CT跃迁，具有更高的生成效率和更好的催化活性。

技术领域

本发明涉及光催化技术领域，具体涉及一种溶剂诱导的具有不同光催化活性的Cu₁₃纳米团簇体异构体的合成方法。

背景技术

异构金属纳米团簇之间的结构差异最小，这使得结构-性能关系的比较研究成为可能。金属纳米团簇的异构主要分为三类：手性异构、结构异构和准结构异构。迄今为止，对金属纳米团簇异构的大量研究集中在手性和结构异构上；然而，长期以来，金属纳米团簇的准结构异构性一直没有被发现。通常，与手性和结构异构纳米团簇相比，这些准结构异构纳米团簇表现出更具可比性的结构特征(即核的几何构型和表面的空间排列)。在这种情况下，设计和合成准结构异构金属纳米团簇，以研究特定性质和结构之间的相关性，例如在O₂所涉及的光催化有机反应，将是非常重要和理想的。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种溶剂诱导的具有不同光催化活性的Cu₁₃纳米团簇体异构体的合成，以解决提高O₂生成效率和催化活性等问题。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

一种溶剂诱导的具有不同光催化活性的Cu₁₃纳米团簇体异构体的合成方法，包括以下步骤：

步骤1，合成CZ-PrAH配体：

将咔唑溶解在丙酮中，然后添加KOH搅拌反应，再添加3-溴丙炔，回流反应，蒸发除去溶剂以获得白色粉末，将得到的白色粉末重结晶，得到CZ-PrAH配体；

步骤2，合成SD/Cu₁₃a：

将Cu₂(OAc)₄(H2O)₂、Cu粉和CZ-PrAH配体混合在甲醇和丙酮的混合溶剂中，向混合液中添加H₄TC₄A的氯仿溶液，随后，添加NaBH₄的乙醇溶液，剧烈搅拌，将溶液过滤并在室温下储存，形成黄色棒状晶，即得到SD/Cu₁₃a；

步骤3，合成SD/Cu₁₃b：

将Cu₂(OAc)₄(H2O)₂、Cu粉和CZ-PrAH配体混合在甲醇、丙酮的混合溶剂中，向混合液中添加H₄TC₄A的二氯溶液，随后，添加NaBH₄的乙醇溶液，剧烈搅拌，将溶液过滤并在室温下储存，一周内形成黄色块状晶体，即得到SD/Cu₁₃b。

优选地，所述步骤1中，咔唑与丙酮的固液比是1g:10mL，KOH、3-溴丙炔与丙酮的固液比是0.5g:1.42g:10mL。

优选地，所述步骤2中，混合溶剂中的甲醇和丙酮的体积比为1:1。