一种有机金属化合物M-PYTA-TAA及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属于纳米光催化剂材料技术领域，具体涉及一种有机金属化合物M

【技术实现步骤摘要】
一种有机金属化合物M
‑
PYTA
‑
TAA及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于纳米光催化剂材料
更具体地，涉及一种有机金属化合物M
‑
PYTA
‑
TAA及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]太阳能是当前最有代表性的绿色能源，无毒、无害、无污染，并且取之不尽、用之不竭，利用或模拟太阳光光催化分解水制取氢气是一种经济环保又有发展前景的途径。迄今为止，已有大量的研究开发半导体光催化剂用于光催化分解水产氢。一般而言，光催化剂表面的H2的生成反应由还原助催化剂驱动(Chen S,Takata T,Domen K.Particulate photocatalysts for overall water splitting[J].Nature Reviews Materials,2017,2(10):1
‑
17.)。其中，功函较大的贵金属Pt容易与半导体形成肖特基势垒，可以作为优良的电子捕获陷阱，由于对质子的良好吸附而促进了H2的生成反应(Wang Q,Domen K.Particulate photocatalysts for light
‑
driven water splitting:mechanisms,challenges,and design strategies[J].Chemical Reviews,2019,120(2):919
‑
985.)。然而，水分解的逆反应也倾向于发生在Pt纳米颗粒上，这是因为Pt表现出较低的O2还原反应的过电位(Sasaki Y,Iwase A,Kato H,et al.The effect of co
‑
catalyst for Z
‑
scheme photocatalysis systems with an Fe3+/Fe2+electron mediator on overall water splitting under visible light irradiation[J].Journal of Catalysis,2008,259(1):133
‑
137.)。可见，传统的复合光催化剂材料一般由光催化剂和贵金属颗粒助催化剂组成，具有较高的光催化活性，但是价格昂贵、资源短缺的特点严重限制了这些贵金属基复合光催化剂的应用。因此，提高贵金属助催化剂在光催化过程中的原子利用率，降低其用量，具有重要的应用价值和理论指导意义。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术中传统的复合光催化剂材料一般由光催化剂和贵金属颗粒助催化剂组成，其中贵金属助催化剂Pt、Rh等成本高昂、储量少、不适用于大规模应用的缺陷和不足，提供一种降低贵金属用量甚至不使用贵金属的1，2，3
‑
三氮唑吡啶衍生物(PYTA
‑
TAA)配位的有机金属化合物M
‑
PYTA
‑
TAA。
[0004]本专利技术的另一目的是提供所述有机金属化合物M
‑
PYTA
‑
TAA的制备方法。
[0005]本专利技术的另一目的是提供所述有机金属化合物M
‑
PYTA
‑
TAA在光催化中的应用。
[0006]本专利技术的另一目的是提供一种g
‑
C3N4/M
‑
PYTA
‑
TAA复合光催化剂。
[0007]本专利技术的又一目的是提供所述g
‑
C3N4/M
‑
PYTA
‑
TAA复合光催化剂的制备方法。
[0008]本专利技术的再一目的是提供所述g
‑
C3N4/M
‑
PYTA
‑
TAA复合光催化剂在光催化中的应用。
[0009]本专利技术上述目的通过以下技术方案实现：
[0010]一种有机金属化合物M
‑
PYTA
‑
TAA，所述有机金属化合物M
‑
PYTA
‑
TAA为1,2,3
‑
三氮
唑吡啶衍生物与过渡金属盐通过离子键配位而成，其结构式如下式(I)所示：
[0011][0012]其中，有机金属化合物M
‑
PYTA
‑
TAA和式(I)中的M均表示配位的过渡金属盐，PYTA
‑
TAA表示1,2,3
‑
三氮唑吡啶衍生物，n为正整数。
[0013]优选地，步骤S3中，所述过渡金属盐选自钯盐、铜盐、钴盐、铂盐中的任意一种。
[0014]更优选地，所述钯盐为Pd(NO3)2、Pd(CH3CN)4(BF4)2)或PdCl2。
[0015]更优选地，所述铜盐为Cu(NO3)2、CuCl2或CuSO4。
[0016]更优选地，所述钴盐为Co(NO3)2、CoCl2或CoSO4。
[0017]更优选地，所述铂盐为Pt(NO3)2或Pt(DMSO)2Cl2。
[0018]进一步地，所述有机金属化合物M
‑
PYTA
‑
TAA的制备方法，包括如下步骤：
[0019]S1.化合物Nitro
‑
PAP
‑
DB的制备：将3,4,5
‑
三(十二烷基氧基)苯甲酸与草酰氯于65～75℃反应完全，进行第一次后处理后，在冰浴条件下，与含有N,N
‑
二(4
‑
硝基苯)
‑
1,4苯二胺、三乙胺的极性有机溶剂溶液混匀，恢复至室温反应至完全，后处理，得化合物Nitro
‑
PAP
‑
DB，其结构式如下式所示：
[0020][0021]S2.化合物PYTA
‑
TAA的制备：在冰浴条件下，将步骤S1所得的化合物Nitro
‑
PAP
‑
DB溶于极性有机溶剂中，依次加入叔丁基亚硝酸酯、三甲基硅烷叠氮混合均匀，恢复至室温反应至完全后，加入2
‑
炔基吡啶、六氟磷酸四乙腈铜，在惰性气体氛围中反应完全，后处理，得化合物PYTA
‑
TAA，即1，2，3
‑
三氮唑吡啶衍生物，其结构式如下式所示：
[0022][0023]S3.化合物M
‑
PYTA
‑
TAA的制备：将步骤S2所得化合物PYTA
‑
TAA和过渡金属盐溶于极性有机溶剂中，升温至70～80℃反应完全，后处理，即得目标化合物M
‑
PYTA
‑
TAA。
[0024]优选地，步骤S1中，所述3,4,5
‑<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有机金属化合物M
‑
PYTA
‑
TAA，其特征在于，所述有机金属化合物M
‑
PYTA
‑
TAA为1,2,3
‑
三氮唑吡啶衍生物与过渡金属盐通过离子键配位而成，其结构式如下式(I)所示：其中，有机金属化合物M
‑
PYTA
‑
TAA和式(I)中的M均表示配位的过渡金属盐，PYTA
‑
TAA表示1,2,3
‑
三氮唑吡啶衍生物，n为正整数。2.根据权利要求1所述有机金属化合物M
‑
PYTA
‑
TAA，其特征在于，所述过渡金属盐选自钯盐、铜盐、钴盐、铂盐中的任意一种。3.根据权利要求2所述有机金属化合物M
‑
PYTA
‑
TAA，其特征在于，所述钯盐为Pd(NO3)2、
Pd(CH3CN)4(BF4)2)或PdCl2；所述铜盐为Cu(NO3)2、CuCl2或CuSO4。4.根据权利要求2所述有机金属化合物M
‑
PYTA
‑
TAA，其特征在于，所述钴盐为Co(NO3)2、CoCl2或CoSO4；所述铂盐为Pt(NO3)2或Pt(DMSO)2Cl2。5.权利要求1～4任一所述有机金属化合物M
‑
PYTA
‑
TAA的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.化合物Nitro
‑
PAP
‑
DB的制备：将3,4,5
‑
三(十二烷基氧基)苯甲酸与草酰氯于65～75℃反应完全，进行第一次后处理后，在冰浴条件下，与含有N,N
‑
二(4
‑
硝基苯)
‑
1,4苯二胺、三乙胺的极性有机溶剂溶液混匀，恢复至室温反应至完全，后处理，得化合物Nitro
‑
PAP
‑
DB，其结构式如下式所示：S2.化合物PYTA
‑
TAA的制备：在冰浴条件下，将步骤S1所得化合物Nitro<...

【专利技术属性】
技术研发人员：周训富，周小松，周小勤，金蓓，罗金，
申请(专利权)人：岭南师范学院，
类型：发明
国别省市：