一种以四甲基菲罗啉为配体的四核镍基配合物及其合成方法与光催化应用技术

本发明专利技术涉及到金属有机配位化合物功能材料技术领域，公开了一种以四甲基菲罗啉为配体的以四甲基菲罗啉为配体的四核镍基配合物及其合成方法与光催化应用。该以四甲基菲罗啉为配体的四核镍基配合物的分子式：C

【技术实现步骤摘要】
一种以四甲基菲罗啉为配体的四核镍基配合物及其合成方法与光催化应用


[0001]本专利技术涉及金属配位化合物功能材料
，尤其涉及以四甲基菲罗啉为配体的以四甲基菲罗啉为配体的四核镍基配合物及其合成方法与光催化应用。

技术介绍

[0002]随着工业领域的快速发展，化石原料的燃烧，CO2排放量日益增长，以及绿色植被的减少，致使CO2的吸收量减小，致大气中CO2增多，进而引发温室效应、全球气候变暖等一系列问题。因此，如何有效收集并利用CO2，已成为全球关注的焦点之一。将CO2还原为有机燃料这一设想，可以很大程度上解决CO2的排放所带来问题。为了实现这一目标，可以利用可见光催化还原CO2，获得如CO、CH4等新燃料。光催化还原CO2的核心是光催化材料，传统的光催化材料一般选择价格昂贵的贵金属配合物，廉价金属配合物应用于光催化还原二氧化碳的研究目前还很少。因此，制备该类新型的镍配位化合物作为光催化剂具有很大的应用价值。3,4,7,8-四甲基-1,10-菲罗啉为双齿配体，配位能力较强，能与镍离子配位生成结构稳定的螯合物。并且，镍属于廉价金属，在经济上是可行的。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术为克服上述现有技术所述的至少一种不足，提供一种价格低廉的金属配位化合物——以四甲基菲罗啉为配体的四核镍基配合物，可作为催化剂应用于光催化还原二氧化碳。
[0004]本专利技术采用下述技术方案：
[0005]本专利技术第一方面提供以四甲基菲罗啉为配体的四核镍基配合物，其分子式为C
64<br/>H
68
Cl8N8Ni4O2·
2(C2H3N)。
[0006]进一步地，其结构式为
[0007]进一步的，其形态为固态晶体，属于单斜晶系，空间群分别为P21/c，晶胞参数为：进一步的，其形态为固态晶体，属于单斜晶系，空间群分别为P21/c，晶胞参数为：α＝γ＝90
°
，β＝91.246(6)
°
，
[0008]所述以四甲基菲罗啉为配体的四核镍基配合物由3,4,7,8-四甲基-1,10-菲罗啉
与六水合氯化镍(NiCl2·
6H2O)通过溶剂热反应合成得到。
[0009]本专利技术第二方面提供上述以四甲基菲罗啉为配体的四核镍基配合物的合成方法：将3,4,7,8-四甲基-1,10-菲罗啉与六水合氯化镍(NiCl2·
6H2O)在溶剂热条件下合成得到蓝绿色的块状晶体。
[0010]上述合成方法包括以下步骤：S1.将3,4,7,8-四甲基-1,10-菲罗啉和六水合氯化镍用乙腈溶解得到透明蓝绿色的混合液；S2.将步骤S1所得混合液密封后进行溶剂热反应，反应结束后自然冷却到室温，得到蓝绿色的块状晶体；S3.洗涤步骤S2所得晶体，即制得所述以四甲基菲罗啉为配体的四核镍基配合物的单晶样品。
[0011]以下是上述制备方法的优选方案：
[0012]步骤S1中，3,4,7,8-四甲基-1,10-菲罗啉和六水合氯化镍的摩尔比为1:1；溶剂为乙腈。
[0013]步骤S2中，在120℃～140℃下进行溶剂热反应，反应时间为4～8天；冷却的速度为5℃/h。
[0014]步骤S3中，用乙醚洗涤步骤S2所得晶体。
[0015]本专利技术第三方面提供上述以四甲基菲罗啉为配体的四核镍基配合物在光催化方面的应用，具体将该以四甲基菲罗啉为配体的四核镍基配合物应用作为光催化剂，特别是作为二氧化碳还原成一氧化碳的光催化剂。
[0016]本专利技术与现有技术相比较有如下有益效果：
[0017]首先，本专利技术利用了3,4,7,8-四甲基-1,10-菲罗啉双齿配体的特点，与镍离子形成配位化合物。
[0018]其次，本专利技术采用廉价的镍为原料，降低了催化剂的制备成本。
[0019]最后，本专利技术所选用的催化剂能有效地把二氧化碳还原为一氧化碳，避免使用昂贵的贵金属配位化合物作为催化剂。
附图说明
[0020]图1是四核镍配合物的晶体结构单元示意图。
[0021]图2是四核镍配合物作为光催化剂还原二氧化碳的产物的气相色谱检测图。该图表明在使用四核镍配合物为催化剂时，二氧化碳还原为一氧化碳随时间增加的转换数。
[0022]图3是以四核镍为催化剂还原二氧化碳为一氧化碳的气相色谱图。
具体实施方式
[0023]首先，本专利技术提出采用廉价的氯化镍为原料，利用3,4,7,8-四甲基-1,10-菲罗啉双齿配体、能与镍离子形成配位化合物的特点，提出一种晶体结构新颖的化合物——以四甲基菲罗啉为配体的四核镍基配合物，其分子式为C
64
H
68
Cl8N8Ni4O2·
2(C2H3N)，结构式为
[0024]其形态为固态晶体，属于单斜晶系，空间群分别为P21/c，晶胞参数为：其形态为固态晶体，属于单斜晶系，空间群分别为P21/c，晶胞参数为：α＝γ＝90
°
，β＝91.246(6)
°
，
[0025]该以四甲基菲罗啉为配体的四核镍基配合物由3,4,7,8-四甲基-1,10-菲罗啉与六水合氯化镍(NiCl2·
6H2O)通过溶剂热反应合成得到。
[0026]其次，本专利技术采用溶剂热反应法合成上述以四甲基菲罗啉为配体的四核镍基配合物：将3,4,7,8-四甲基-1,10-菲罗啉与六水合氯化镍(NiCl2·
6H2O)在溶剂热条件下合成得到蓝绿色的块状晶体。具体步骤包括：S1.将3,4,7,8-四甲基-1,10-菲罗啉和六水合氯化镍用溶剂溶解得到透明蓝绿色的混合液；S2.将步骤S1所得混合液密封后进行溶剂热反应，反应结束后缓慢冷却到室温，得到蓝绿色的块状晶体；S3.洗涤步骤S2所得晶体，自然晾干，即制得所述以四甲基菲罗啉为配体的四核镍基配合物的单晶样品。
[0027]优选地，步骤S1中，3,4,7,8-四甲基-1,10-菲罗啉和六水合氯化镍的摩尔比为1:1；溶剂为乙腈。步骤S2中，在120～140℃下进行溶剂热反应，反应时间为4～8天；冷却的速度为5℃/h。步骤S3中，用乙醚洗涤步骤S2所得晶体。
[0028]最后，本专利技术给出将上述以四甲基菲罗啉为配体的四核镍基配合物在光催化中的应用，具体作为光催化剂，尤其作为二氧化碳还原成一氧化碳的光催化剂。
[0029]为了让本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细说明。实施例1
[0030]将23.8mg(0.1mmol)3,4,7,8-四甲基-1,10-菲罗啉溶于4ml乙腈，之后加入24.1mg(0.1mmol)六水合氯化镍并超声震荡至均匀。所得混合液密封后，于120℃下进行溶剂热反应，反应4天之后，以每小时5℃的速度冷却到室温，得到蓝绿色块状透明晶体，用乙醚洗涤，即制得以四甲基菲罗啉为配体的四核镍基配合物的单晶样品。实施例2
[0031]将23.8mg(0.1mmo本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.以四甲基菲罗啉为配体的四核镍基配合物，其分子式为C
64
H
68
Cl8N8Ni4O2·
2(C2H3N)。2.根据权利要求1所述的以四甲基菲罗啉为配体的四核镍基配合物，其特征在于，结构式为3.根据权利要求1所述的以四甲基菲罗啉为配体的四核镍基配合物，其特征在于，形态为固态晶体，单斜晶系，空间群为P21/c，晶胞参数为：为固态晶体，单斜晶系，空间群为P21/c，晶胞参数为：α＝γ＝90
°
，β＝91.246(6)
°
，4.一种如权利要求1～3任一项所述以四甲基菲罗啉为配体的四核镍基配合物的合成方法，其特征在于，将3,4,7,8-四甲基-1,10-菲罗啉与六水合氯化镍在溶剂热条件下合成得到蓝绿色的块状晶体。5.根据权利要求4所述以四甲基菲罗啉为配体的四核镍基配合物的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.将3,4,7,8-四甲基-1,10-菲罗啉和六水合氯化镍用溶剂溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐全清，陆溪波，
申请(专利权)人：云南师范大学，
类型：发明
国别省市：