一种基于磷钼酸的新型配合物的制备与应用制造技术

本发明专利技术涉及一种基于磷钼酸的新型配合物的制备与应用。本发明专利技术属无机杂化材料与环境材料制备技术领域，涉及一种新型有机‑无机杂化的多酸材料及其制备和应用。本发明专利技术公开了一种有机‑无机杂化材料作为光催化剂，这种光催化剂通过一步水热合成法成功制备，并利用其在紫外光照射下对头孢噻肟钠进行光降解。光催化实验结果表明，制备的新型的有机‑无机杂化的多酸配合物[Cu(Do)·(1.5H

Preparation and application of a new complex based on phosphomolybdic acid

【技术实现步骤摘要】
一种基于磷钼酸的新型配合物的制备与应用
本专利技术涉及无机非金属杂化材料与环境材料制备及其降解环境污染物的
，特别是涉及一种基于Keggin型多酸的有机-无机杂化材料的制备和光催化降解头孢噻肟钠的应用。
技术介绍
抗生素在世界范围内的大量使用，已经造成了严重的环境问题，一方面人体及动物服用的抗生素类药物并未全部代谢，如研究发现人体服用青霉素后，至少有75%未经代谢而直接排出，随着尿液或粪便排入到生活污水中。世界范围内的抗生素及其代谢产物大量被检出，表明自然环境以及目前一般的水处理技术并不能完全去除抗生素及其代谢产物。光催化技术可以利用可见光及紫外光降解一系列无法降解的有机物，成本低、无二次污染而被广泛研究。本专利技术通过水热法合成了一种新型的有机-无机杂化的多酸配合物，且此类有机-无机杂化的多酸材料在光催化领域引用广泛且成熟。故本专利技术利用此新型的配合物作为催化剂，在发射紫外光的人工光源汞灯的照射下，在水溶液中降解头孢噻肟钠。同时，到目前为止，尚未发现有制备基于多酸的杂化配合物作为催化剂用于光催化降解抗生素的应用文献资料报道。光催化技术可以利用可见光及紫外光降解一系列无法降解的有机物，成本低、无二次污染而被广泛研究，本专利技术采用基于多酸的杂化配合物作为催化剂，在发射紫外光的人工光源汞灯的照射下，在水溶液中降解头孢噻肟钠。到目前为止，尚未发现有制备基于多酸的杂化配合物作为催化剂用于光催化降解抗生素的应用文献资料报道。
技术实现思路
本专利技术的一个目的公开了一种新型的配合物[Cu(Do)·(1.5H2O)]2(PMo12O40)(OH¯)（1）。本专利技术另一个目的公开了上述配合物单晶体的制备和结构测定数据的研究。本专利技术再一个目的公开了具有零维结构的基于1,10-菲啰啉-5,6-二酮和α-Keggin型多酸磷钼酸的有机-无机杂化的二价铜离子配合物的制备。本专利技术再一个目的公开了[Cu(Do)·(1.5H2O)]2(PMo12O40)(OH¯)（1）配合物在有机-无机杂化催化材料方面，特别是在紫外光下光催化降解抗生素，尤其光催化降解头孢噻肟钠。为了实现上述本专利技术采用了以下的技术方案：[Cu(Do)·(1.5H2O)]2(PMo12O40)(OH¯)（1）具有一定结构的化合物，该化合物是一个新型的化合物，通过CCDC数据库查询没有文献报道；其化学通式如下：[Cu(Do)·(1.5H2O)]2(PMo12O40)(OH¯)（1）；Do的结构式为图1，Do指的是1,10-菲啰啉-5,6-二酮配体。配合物[Cu(Do)·(1.5H2O)]2(PMo12O40)(OH¯)（1）的分子式为图2。本专利技术进一步公开了具有零维结构的二价铜离子配合物单晶，其中的晶体相关数据由RigakuRAXIS-RAPIDX-射线单晶衍射仪测定，在293(2)K的温度下，以ω-2θ扫描方式，测定主要晶体学数据：本专利技术进一步公开了具有零维结构的二价铜离子配合物单晶的合成方法，其特征在于：精密称取五水合硫酸铜0.0250g(0.1mmol)，1,10-菲啰啉-5,6-二酮0.0306g(0.15mmol)，以及水合磷钼酸0.0913g(0.05mmol)，用12mL水溶解后，转移至20mL的聚四氟乙烯内衬的反应釜中，在150℃下保持三天，以10℃/分钟缓慢降温，得到绿色透明晶体。附图说明图1为配合物（1）的分子结构式；图2为配合物（1）紫外光下光催化降解头孢噻肟钠C/C0对时间的曲线图。具体实施方式为了简单和清楚的目的，下文恰当的省略了公知技术的描述，以免那些不必要细节影响对本技术方案的描述。以下结合较佳实施例，对本专利技术做进一步的描述，特别加以说明的是，制备本专利技术化合物的起始物质水合硫酸铜，水合磷钼酸，1,10-菲啰啉-5,6-二酮以及头孢噻肟钠，均可从市场上买到或容易地通过已知的方法制得（制备本专利技术化合物及头孢噻肟钠等试剂全部来源于商业购买，级别为分析纯）。实施例1参考实施例1Do指的是1,10-菲啰啉-5,6-二酮配体。制备方法：将圆底烧瓶置于冰水浴中，向其中加入110mL浓硫酸，然后分批加入15g的1,10-菲啰啉和23g溴化钾。用圆形滴液漏斗滴加55mL浓硝酸，同时撤掉冰水浴，并利用加热装置控制反应温度于120℃左右恒温反应4小时。撤掉冷凝排溴气约24小时，所得溶液置于冰水浴中用氢氧化钠溶液调节pH值至7左右，有大量不溶物析出，减压过滤取滤纸上的固体。将所得固体研磨后用甲醇重结晶得黄色粉末，即为1,10-菲啰啉-5,6-二酮。参考文献：YamadaY.,SakuraiH.,MiyashitaY.,FujisawaK.,OkamotoK.,Polyhedron,2002,21,2143。实施例2制备实施例1配合物（1）的150℃水热合成精密称取以下物质：五水合硫酸铜0.0250g(0.1mmol)，1,10-菲啰啉-5,6-二酮0.0306g(0.15mmol)，以及水合磷钼酸0.0913g(0.05mmol)，用12mL水溶解后，转移至20mL的聚四氟乙烯内衬的反应釜中，在150℃下保持三天，以10℃/分钟缓慢降温，得到绿色透明晶体。实施例31.配合物（1）的结构测定选取大小为0.28mm×0.16mm×0.25mm的单晶用RigakuRAXIS-RAPIDX-射线单晶衍射仪测定，在293(2)K的温度下，以ω-2θ扫描方式，在2.363°≤θ≤30.521°（-17≤h≤17，-25≤k≤25，-22≤l≤22）范围内，共收集10890个衍射点，其中8611个独立衍射点，晶体结构由直接法解出，非氢原子由差值Fourier合成法得到，确定和修正氢原子的方法是理论加氢和Fourier合成法。对氢原子和水分子中的氧采用各项同性，另外其他非氢原子采用各向异性，利用所有原子的各项同性和各项异性热参数对结构进行全矩阵最小二乘法修正。晶体结构SHELXS-2017直接法，并在WINGX程序中调用SHELXL-2017程序进行精修。其中，连接到P原子上的无序O原子，分别被处理安置在总的占有率为1的两个位置上，与铜原子配位的一个水分子的氧原子无序被处理安置在总占有率为1的四个位置上。C原子上的H原子是根据理论进行加氢。配合物的主要晶体学数据见表1。表1配合物配合物（1）的晶体学数据配合物（1）的晶体结构属于单斜晶系，P21/n空间群，主要键长和键角列于表2，其晶体结构如图1所示。由图1可见，每个配合物分子包含两个二价铜离子，四个Do配体，1.5个配位水分子、一个(PMo12O40)3-离子和一个氢氧根离子。两个二价铜离子的配位环境相同，分别与两分子水和四个氮原子配位，其中一个配位水分子无序且与另外一个二价铜离子配位，整个分子中形成一个金属的双核结构。Cu-O和Cu-N键长及其键长范围分别为2.537-2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有机-无机杂化的二价铜离子的配合物，其化学通式为[Cu(Do)·(1.5H

【技术特征摘要】
1.一种有机-无机杂化的二价铜离子的配合物，其化学通式为[Cu(Do)·(1.5H2O)]2(PMo12O40)(OH¯)（1），其中，Do指的是1,10-菲啰啉-5,6-二酮配体。


2.配合物（1）的分子式为[Cu(Do)·(1.5H2O)]2(PMo12O40)(OH¯)。


3.权利要求1所述的基于1,10-菲啰啉-5,6-二酮和α-Keggin型多酸磷钼酸的有机-无机杂化的二价铜离子的配合物单晶，其中的晶体的相关数据由RigakuRAXIS-RAPIDX-射线单晶衍射仪测定，在293(2)K的温度下，以ω-2θ扫描方式，所测定的主要晶体学数据如下：



一种制备权利要求2所述的1,10-菲啰啉-5,6-二酮、α-Keggin型多酸磷钼酸和二价铜离子的有机-无机杂化的配合物单晶的合成方法，其特征在于：精密称取五水合硫酸铜0.0250g(0.1mmol)，1,10-菲啰啉-5,6-二酮0.030...

【专利技术属性】
技术研发人员：王倩倩，王大祥，杨潇剑，吴艳玲，田习豪，孙欣怡，李立潇，
申请(专利权)人：信阳学院，
类型：发明
国别省市：河南;41