一种单核钴配合物、其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及钴金属配合物，特别涉及一种单核钴配合物、其制备方法和应用，所述钴配合物分子式为C

【技术实现步骤摘要】
一种单核钴配合物、其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及钴金属配合物，特别涉及一种单核钴配合物、其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着化石燃料的急剧消耗，大气中CO2的浓度逐年增加，造成了严重的全球气候变化。利用可再生能源将CO2还原为有利于价值的燃料或其他含碳还原化学物质，可以缓解能源短缺和CO2过度排放造成的温室效应。
[0003]由于CO2中的C＝O键长较短(116pm)，键能较高(803kJ/mol)，其碳氧双键很稳定，在热力学和动力学上实现CO2还原比较困难，但可以通过人工模拟光合作用来实现CO2还原。因此，通过人工光合作用将太阳能转化为化学能是一种实现碳循环和可持续发展的有效方法。
[0004]通过通过人工光合作用能使CO2和水在光的驱动下，发生氧化还原反应，生成有利用价值的化学物质，如CO、HCOOH、CH4和O2等。尽管近年来均相催化CO2还原发展迅速，但是已报道的大多数催化剂为成本较高的贵金属配合物，不仅价格昂贵，且它们在含水体系中或可见光条件下常表现出较低的活性、选择性和稳定性。因此开发高活性和高选择性的非贵金属配合物催化剂成为发展光催化CO2还原的关键。近年来，许多非贵金属Co配合物已被用于光催化CO2还原。如公开号为CN115197280A的专利技术专利，该专利技术公开了一种具有光催化CO2还原活性的三脚架金属钴配合物，其结构如下所示，其中，该结构中X为卤素。该配合物可作为将CO2还原为CO的催化剂使用，具有成本低、效率高的特点。
[0005][0006]金属钴配合物通常表现出比其他非贵金属配合物更好的光催化CO2还原性能。目前尚未见有以4
‑
氯
‑2‑
羟基苯甲醛
‑2‑
[1
‑
[6
‑
[1
‑
[2
‑
[(4
‑
氯2
‑
羟基苯基)亚甲基]肼亚基]乙基]‑2‑
吡啶基]亚乙基]腙为配体的钴配合物作为光催化CO2还原的催化剂进行研究和报道。

技术实现思路

[0007]本专利技术的专利技术目的在于：针对上述存在的问题，提供一种单核钴配合物、其制备方法和应用，本专利技术的单核钴配合物以4
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氯
‑2‑
羟基苯甲醛
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[1
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氯2
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羟基苯基)亚甲基]肼亚基]乙基]‑2‑
吡啶基]亚乙基]腙为配体，能够在光催化CO2还原中作为催化剂使用，且在光催化CO2还原中表现出高活性和高选择性。
[0008]为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种单核钴配合物，所述的钴配合
物为4
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氯
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羟基苯甲醛
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[(4
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氯2
‑
羟基苯基)亚甲基]肼亚基]乙基]‑2‑
吡啶基]亚乙基]腙的单核钴配合物，其分子式为C
23
H
19
C
l4
CoN5O2，其结构式如下：
[0009][0010]所述配合物属于单斜晶系，P21/c空间群，其晶胞参数/c空间群，其晶胞参数α＝90
°
，β＝94.7413(14)
°
，γ＝90
°
；该配合物金属中心钴离子为正二价，配合物由一个钴离子与一个4
‑
氯
‑2‑
羟基苯甲醛
‑2‑
[1
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[1
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氯2
‑
羟基苯基)亚甲基]肼亚基]乙基]‑2‑
吡啶基]亚乙基]腙配体上的三个氮原子和溶液中两个氯原子配位，形成一个锥形构型的单核结构。
[0011]本专利技术还提供上述单核钴配合物的制备方法，具体包括如下步骤：
[0012](1)制备1,1
′‑
(2,6
‑
吡啶二基)双[乙酮]‑
1,1
′‑
二腙：
[0013]取1
‑
(6
‑
乙酰基吡啶
‑2‑
基)乙
‑1‑
酮和水合肼置于甲醇中，在80℃下反应6h，冷却结晶，得1,1
′‑
(2,6
‑
吡啶二基)双[乙酮]‑
1,1
′‑
二腙；
[0014](2)制备所述单核钴配合物：
[0015]按摩尔比1:2:1取上述1,1
′‑
(2,6
‑
吡啶二基)双[乙酮]‑
1,1
′‑
二腙与5
‑
氯
‑2‑
羟基苯
‑1‑
甲醛、钴盐置于混合溶剂中加热反应，反应后冷却，有晶体析出，收集晶体，得目标产物，即所述单核钴配合物。
[0016]在上述制备方法中，步骤(1)中1
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(6
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乙酰基吡啶
‑2‑
基)乙
‑1‑
酮与水合肼的摩尔比为1:2。
[0017]在上述制备方法中，步骤(2)中所述钴盐为CoCl2·
6H2O。
[0018]在上述制备方法中，步骤(2)中所述混合溶剂为甲醇和乙腈按1:1的体积比进行混合的组合物。
[0019]本专利技术所述的单核钴配合物可在光催化CO2还原反应中作为催化剂使用。
[0020]综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术具有以下有益效果：钴基金属地球储量丰富，相比于传统的贵金属配合物来说，研究和利用成本都大大降低，基于此，本申请人对钴基金属配合物催化剂进行研究，提供一种单核钴配合物、其制备方法和应用，该单核钴配合物以4
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氯
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羟基苯甲醛
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[1
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氯2
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羟基苯基)亚甲基]肼亚基]乙基]‑2‑
吡啶基]亚乙基]腙为配体，结构新颖，且申请人的试验结果表明，使用0.5μM所述单核钴配合物作为催化剂时，催化CO2还原产生1.38μmol的CO，TON值为552，选择性达到84.7％，由此说明本专利技术所述配合物能够在光催化CO2还原中作为催化剂使用，且在光催化CO2还原中表现出高活性和高选择性，该配合物作为均相分子催化剂在CO2还原中表现出显著的催化作用。在含水体系中具有较好的光催化CO2还本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单核钴配合物，其特征在于：所述钴配合物为4
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氯
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羟基苯甲醛
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氯2
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羟基苯基)亚甲基]肼亚基]乙基]
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吡啶基]亚乙基]腙的单核钴配合物，其分子式为C
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C
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CoN5O2，其结构式如下：2.根据权利要求1所述的一种单核钴配合物，其特征在于：所述配合物属于单斜晶系，P21/c空间群，其晶胞参数α＝90
°
，β＝94.7413(14)
°
，γ＝90
°
；该配合物金属中心钴离子为正二价，配合物由一个钴离子与一个4
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氯
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羟基苯甲醛
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[1
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[1
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[(4
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氯2
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羟基苯基)亚甲基]肼亚基]乙基]
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吡啶基]亚乙基]腙配体上的三个氮原子和溶液中两个氯原子配位，形成一个锥形构型的单核结构。3.根据权利要求1所述的一种单核钴配合物的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)制备1,1
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吡啶二基)双[乙酮]
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘冬成，黄祖冰，奉琴，陈自卢，胡焕成，
申请(专利权)人：广西师范大学，
类型：发明
国别省市：