一种含mnt配体的单核镍配合物作为电催化制氢催化剂的应用制造技术

本发明专利技术属于催化剂制备领域，具体为一种单核镍配合物作为电催化制氢催化剂的应用，该电催化制氢催化剂为含N‑取代双(二苯基膦基)氨(R‑PNP)和马来腈二硫醇盐(mnt

【技术实现步骤摘要】
一种含mnt配体的单核镍配合物作为电催化制氢催化剂的应用
本专利技术涉及催化剂制备
，具体为一种由N-取代双(二苯基膦基)氨(R-PNP)和马来腈二硫醇盐(mnt2-)配体与金属镍原子连接而成的一种金属配合物作为电催化制氢催化剂的应用。
技术介绍
随着社会经济的高速发展，能源危机变得日益突出，因此开发一种具有高效制氢活性的催化剂变得越来越重要。众所周知，地球上已开发的自然资源基本上为不可再生的、且常具有一定污染性的资源。而氢能源具有燃烧热值高和无污染的特点，致使氢能源的开发格外受到各国政府和科学家们的高度重视。制氢途径主要包括化石燃料裂解、水电解和生物制氢。生物制氢是利用微生物体内存在的一种生物酶所进行的制氢。氢化酶作为微生物体内一种能够高效可逆催化氢气氧化和质子还原的金属蛋白酶，氢化酶可分为[铁铁]氢化酶、[镍铁]氢化酶和单金属氢化酶，它们具有高效、绿色、能耗低、污染小的特点。单金属氢化酶具有合成方法简单、成本相对较低的优点，为此人们开展了作为氢化酶模型物的单核镍配合物的研究。单核镍配合物通常含有螯合双齿配体(如双膦(P∩P)、双氮(N∩N)或氮膦(N∩P)化合物等(S.A.Burgess,A.J.Kendall,D.R.Tyler,etal.HydrogenationofCO2inwaterusingabis(diphosphine)Ni-Hcomplex.ACSCatal.,2017,7(4):3089-3096.A.Jain,M.L.Reback,M.L.Lindstrom,etal.Investigatingtheroleoftheouter-coordinationspherein[Ni(P(Ph)2N(PhR)2)2]2+hydrogenasemimics.Inorg.Chem.,2012,51(12):6592-6602；J.Wenz,A.Kochan,H.Wadepohl,etal.AreadilyaccessiblechiralNNNpincerligandwithapyrrolebackboneanditsNi(II)chemistry:Syntheses,structuralchemistry,andbondactivations.Inorg.Chem.,2017,56(6):3631-3643；P.Hao,S.J.Song,T.P.F.Xiao,etal.Highlyactive8-benzoxazolyl-or8-benzo-thiazolyl-2-alkylquinolinylnickel(II)complexesforethylenedimeriza-tionandvinylpolymerizationofnorbornene.Polyhedron,2013,52:1138-1144；G.C.Stephan,C.Nather,C.Sivasankar,etal.Mo–andW–N2and–COcomplexeswithnovelmixedP/Nligands:Structuralpropertiesandimplicationstosyntheticnitrogenfixation.Inorg.Chim.Acta,2008,361:1008-1019；P.W.Dyer,J.Fawcett,M.J.Hanton.RigidN-phosphinoguanidineP,Nligandsandtheiruseinnickel-catalyzedethyleneoligomerization.Organometal.,2008,27(19):5082-5087；Z.Guan,W.J.Marshall.Synthesisofnewphosphineimineligandsandtheireffectsonthethermalstabilityoflate-transition-metalolefinpolymerizationcatalysts.Organometal.,2002,21(17):3580-3586)。这些螯合配体所形成的过渡金属配合物常作为烯烃齐聚化反应和聚合反应的高效的催化剂，近来发现部分单核镍配合物还具有催化质子还原制氢活性。N-取代双(二苯基膦基)氨(R-PNP)是一类新颖的氮杂螯合双膦配体，通过引入硫醇盐或二硫醇盐配体，可用于混合配体的单核金属配合物和双核金属配合物的合成(X.F.Liu,X.Li,J.Yan.Syntheticandstructuralstudiesofthemononuclearnickel(II)ethanedithiolatecomplexeswithchelatingN-substitutedbis(diphenylphosphanyl)amine.Polyhedron,2015,85:482-487；X.F.Liu.Condensationreactionsofthemononuclearnickel(II)complexes[RN(PPh2)2]NiCl2with1,2-ethanedithiolor1,3-propanedithiol.Inorg.Chim.Acta,2014,421:10-17；L.C.Song,J.P.Li,Z.J.Xie,etal.Synthesis,structuralcharacterization,andelectrochemicalpropertiesofdinuclearNi/Mnmodelcomplexesforactivesiteof[NiFe]-hydrogenases.Inorg.Chem.,2013,52(19):11618-11626)，但这些金属配合物的催化制氢性能研究相对较少，Gan等研究发现：含1,2-双(二苯基膦乙烷)和邻苯二硫酚盐配体的单核镍配合物(dppe)Ni(bdt)无论是在醋酸还是在对甲苯磺酸介质中均没有电催化制氢活性(L.Gan,T.L.Groy,P.Tarakeshwar,etal,Anickelphsphinecomplexasafastandefficienthydrogenproductioncatalyst.J.Am.Chem.Soc.,2015,137(3),1109-1115)。具有离域化π电子系统的马来腈二硫醇盐是一类配位能力非常强的双齿二硫醇盐配体，其均配型金属配合物(R4N)m[M(mnt)2]n具有良好的光学、电学和磁学特性，对它们的研究十分活跃。最近Peng等发现马来腈二硫醇盐的异构体2,2-二氰基乙烯-1,1-二硫醇盐(i-mnt2-)的单核镍的均配型配合物[BzPyN(CH3)2]2[Ni(i-mnt)2]在水中可作为光催化和电催化制氢催化剂(Q.-X.Peng,D.Xue,S.-Z.Zhan,etal.Visible-light-drivenphotocatalyticsystembasedonanickelcomplexoverCdSmaterialsforhydrogenproductionfromwater.Appl.Catal.B:Environm.,2017,219,353-361)。开发出具有催化制氢性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含N‑取代双(二苯基膦基)氨(R‑PNP)和马来腈二硫醇盐(mnt2‑)配体的单核镍配合物，其特征在于：该单核镍配合物由R‑PNP、马来腈二硫醇盐配体与金属镍原子连接而成，其化学结构如下：

【技术特征摘要】
1.一种含N-取代双(二苯基膦基)氨(R-PNP)和马来腈二硫醇盐(mnt2-)配体的单核镍配合物，其特征在于：该单核镍配合物由R-PNP、马来腈二硫醇盐配体与金属镍原子连接而成，其化学结构如下：R＝CH2CH2CH2OCH3CH2CH2CH2SCH3CH(CH3)PhCH2CH2CH(CH3)2C6H4CH3-p其中，R为3-甲氧基丙基、3-甲硫基丙基、1-苯乙基、异戊基和对甲苯基。2.如权利要求1所述单核镍配合物的合成方法，其特征在于包括以下步骤：1)将R-N(PPh2)2NiCl2和Na2mnt与有机溶剂混合，在20-40℃下搅拌反应1-3小时，得橙红色溶液；2)采用旋转蒸发仪减压除去溶剂，用二氯甲烷溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢斌，张栋梁，邓成龙，何林芯，胡殊鹏，吴宇，牟文玉，冯健申，
申请(专利权)人：四川理工学院，
类型：发明
国别省市：四川,51