双核钴配合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种双核钴配合物及其制备方法和应用。所述双核钴配合物的化学式为[(C

【技术实现步骤摘要】
双核钴配合物及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及金属配合物，具体涉及一种双核钴配合物及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]众所周知，CO2是导致温室效应的罪魁祸首，全球气温升高将使人类生活环境持续恶化，降低生活质量，造成健康危害和经济损失。专家指出，若对全球变暖不采取行动，将造成严重的公共卫生问题。因此，利用绿色环保的太阳能将CO2转化为高附加值的能源物质或化学原料具有重要的意义。
[0003]由于CO2中的C＝O键能达到803KJ/mol，高键能决定其性质的高稳定性，在常温常压下很难发生化学反应生成含碳还原产物。目前，最环保的方法之一就是通过人工模拟光合作用，利用太阳能将其转化成具有高附加值的能源物质或化学原料。虽然近年来在CO2固定和转化方面取得了较大进展，但是如何更有效地固定和转化CO2，仍是富有挑战性的课题之一。其中，开发高效低成本的催化剂是解决CO2固定和转化的关键。由于金属配合物催化剂具备良好的物理和化学性能，且结构和催化活性位点明确，便于从分子层面进行研究，使其在包括CO2转化在内的能源催化转化领域展现出潜在的应用价值。
[0004]近年来已出现将非贵金属Fe配位化合物应用于光催化CO2的研究。如公布号为CN112939854A的专利技术专利，公开了一种光催化CO2还原催化剂，具体为如下式所示的铁羟基吡啶羧酸配合物。该专利技术指出，采用铁羟基吡啶羧酸配合物作催化剂时,表现出高效的均相光催化CO2还原能力，TON
CO
最高可达2200，具有良好的光催化效果。
[0005][0006]基于催化剂的催化活性、对产物的选择性、稳定性、经济性和光量子效率等方面的考虑，希望开发出利用高效低成本的分子催化剂在含水体系和可见光条件下催化转化CO2得到单一的还原产物，使所开发的催化体系能很好的拓展到实际应用。目前尚未见有以2,6
‑
二((二(吡啶
‑2‑
基甲基)氨基)甲基)
‑4‑
甲氧基苯酚(Hbpmp)为配体的钴配合物在光催化CO2还原中作为催化剂的相关报道。

技术实现思路

[0007]本专利技术要解决的技术问题是提供一种结构新颖的双核钴配合物及其制备方法和应用。
[0008]本专利技术所述双核钴配合物的化学式为：[(C
33
H
33
N6O2)Co2(CH3COO)2](CH3COO)
·
H2O，
还原中作为催化剂的应用。在具体的应用中，光催化体系包括光敏剂、光催化剂、牺牲剂和溶剂，其中光催化剂即为上述钴配合物，而光敏剂、牺牲剂和溶剂的选择则与现有技术相同，具体的，光敏剂优选为[Ru(phen)3](PF6)2、[Ru(phen)3]Cl2或[Ru(bpy)3]Cl2，更优选为[Ru(phen)3](PF6)2；牺牲剂优选为三乙醇胺(TEOA)和/或三乙胺(TEA)，溶剂优选为包含水和乙腈的混合溶液。在光催化体系中，光敏剂的浓度优选为400～500μM，光催化剂的浓度优选为0.05～1μM，牺牲剂的浓度优选为0.30～0.35M。
[0018]本专利技术还提供一种催化剂，它含有上述双核钴配合物。
[0019]与现有技术相比，本专利技术提供了一例结构新颖的以2,6
‑
二((二(吡啶
‑2‑
基甲基)氨基)甲基)
‑4‑
甲氧基苯酚为配体的双核钴配合物及其制备方法，申请人的试验结果表明，该配合物作为均相分子催化剂在CO2还原中表现出较高的催化活性和选择性，具有显著的催化作用。
附图说明
[0020]图1为本专利技术实施例1制得的最终产物的质谱图。
[0021]图2为本专利技术实施例1制得的最终产物的质谱拟合图。
[0022]图3为本专利技术实施例1制得的最终产物的高分辨XPS谱图。
[0023]图4为本专利技术实施例1制得的最终产物的红外光谱谱图。
具体实施方式
[0024]为了更好的解释本专利技术的技术方案，下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。
[0025]以下实施例中涉及的2,6
‑
二((二(吡啶
‑2‑
基甲基)氨基)甲基)
‑4‑
甲氧基苯酚按下述方法制备：
[0026]将对甲氧基苯酚(0.360g，2.9mmol)和多聚甲醛(0.340g，3.77mmol)溶于装有5mL乙醇的圆底烧瓶中，搅拌成悬浊液，再向其中加入2，2'
‑
二甲基吡啶胺(2.187g，11.0mmol)。所得反应液85℃回流3天，加入40mL CH2Cl2和20mL H2O，分层，再用3
×
12mL CH2Cl2萃取，合并有机层，用无水Na2SO4干燥，旋干后得到橙色油状物。所得油状物用少量丙酮溶解，置于冰箱中冷冻过夜，产生大量白色沉淀，抽滤，用冰丙酮冲洗三次，收集白色产物。参考(S.W.Bae,E.Kim,I.S.Shin,S.B.Park and J.I.Hong,Fluorescent chemosensor for biological zinc ions,Supramol.Chem.2013,25(1),2
‑
6.)文献中的表征方法对所得产物进行表征，确定为2,6
‑
二((二(吡啶
‑2‑
基甲基)氨基)甲基)
‑4‑
甲氧基苯酚。
[0027]实施例1
[0028]取2,6
‑
二((二(吡啶
‑2‑
基甲基)氨基)甲基)
‑4‑
甲氧基苯酚(0.055g,0.01mmol)和Co(OAc)2·
4H2O(0.0498g,0.02mmol)置于10mL圆底烧瓶中，加入5mL由甲醇和乙醇组成的混合溶剂(甲醇和乙醇的体积比为1：1)，用三乙胺调节体系的pH＝8.5，之后在70℃水浴下回流反应8h，停止反应后缓慢降温至室温，向反应液中加入相当于反应液体积2倍的乙醚，有深褐色粉末析出，收集粉末，干燥。产率为75％(0.064g，基于Co
2+
)。
[0029]对本实施例所得产物进行表征：
[0030](1)质谱，其谱图如图1所示。
[0031]根据高分辨率电喷雾电离质谱阴离子峰显示在781处有一强峰。正是目标分子脱去一分子游离的水和一个未配位的羧酸根后得到的配合物框架[(C
33
H
33
N6O2)Co2(CH3COO)2]+
的分子量。
[0032](2)质谱拟合图如图2所示。
[0033]通过软件mmass对目标峰进行拟合，发现其与目标分子量完全相同。
[0034](3)XPS谱图如图3所示。
[0035]根据X射线光电子能谱仪测试结果，配合物中钴离子为+2价，与质谱分析结果相符。
[0036](4)元本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双核钴配合物，其化学式为：[(C
33
H
33
N6O2)Co2(CH3COO)2](CH3COO)
·
H2O，结构式如下式所示：2.根据权利要求1所述双核钴配合物的制备方法，其特征是，取2,6
‑
二((二(吡啶
‑2‑
基甲基)氨基)甲基)
‑4‑
甲氧基苯酚和乙酸亚钴四水合物置于甲醇和/或乙醇中，调节体系的pH值至碱性，于加热条件下反应，反应液冷却后加入醚类溶剂使产物析出，即得。3.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘冬成，苏超，奉琴，韦方沙，胡焕成，陈自卢，
申请(专利权)人：权利要求书一页说明书五页附图三页，
类型：发明
国别省市：