一种基于双吡啶双酰胺有机配体和Keggin型多酸的铜配合物及其合成方法和应用，其分子式是下式中一种：[Cu2(L1)3(H2O)6(SiMo12O40)]·2H2O；[Cu2(L2)3(H2O)6(SiMo12O40)]·9H2O；[Cu2(L2)3(H2O)6(SiW12O40)]·6H2O；[Cu2(L3)3(H2O)6(SiMo12O40)]·6H2O；[Cu2(L3)3(H2O)6(SiW12O40)]·6H2O；其中，L1为N,N′-二(3-吡啶甲酰胺基)-1,2-乙烷；L2为N,N′-二(3-吡啶甲酰胺基)-1,4-丁烷；L3为N,N′-二(3-吡啶甲酰胺基)-1,6-己烷。将Cu(NO3)·3H2O、Keggin型的多酸、双吡啶双酰胺有机配体加入去离子水，在室温下搅拌，调pH值后，倒入高压反应釜中升温并在水热条件下保温，降温到室温得到块状蓝绿色晶体，用去离子水和乙醇交替清洗，室温下自然晾干，制得双吡啶双酰胺有机配体和Keggin型多酸的铜配合物。该配合物合成方法简单、易结晶、合成产率高，对水溶性污染物亲和能力强、催化降解效果好，可作为光催化材料应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光催化材料及合成方法，特别涉及一种基于双吡啶双酰胺有机配体和 Keggin型多酸的铜配合物及其合成方法和应用。
技术介绍
多酸基无机-有机功能配合物是一种无机功能材料，具有结构多样、催化性能良好、应用范围广的特点。然而，这类配合物的合成受到有机配体的配位点数量、配位能力、配齿间隔的制约，合成这类多酸基无机-有机功能配合物较困难。此外，目前用来合成多酸基有机-无机配合物的含氮配体普遍采用烃类结构单元连接的咪唑、吡啶等衍生物，该类衍生物具有憎水性，使用该类衍生物在合成多酸有机-无机配合物时相对结晶困难，导致多酸基无机-有机功能配合物的合成产率只有40%左右，合成产率较低。同时，基于烃类结构单元的咪唑、吡啶等衍生物的多酸基无机-有机功能配合物对水溶性的有机污染物的亲和能力较差，对水溶性有机污染物的催化降解效果较差。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种合成方法简单、易结晶、合成产率高，对水溶性污染物亲和能力强、催化降解效果好的基于双吡啶双酰胺有机配体和Keggin型多酸的铜配合物及其合成方法和应用。本专利技术的技术解决方案是一种基于双吡啶双酰胺有机配体和Keggin型多酸的铜配合物，其特殊之处是化合物的分子式为下式中的一种 · 2H20 ； · 9H20 ； · 6H20 ； · 6H20 ； · 6H20 ； 其中，L1SN1N' -二(3-吡啶甲酰胺基)-1，2-乙烷；L2为N，N' -二(3-吡啶甲酰胺基)-1，4- 丁烷；L3为N，N' -二 (3-吡啶甲酰胺基)-1，6-己烷。一种基于双吡啶双酰胺有机配体和Keggin型多酸的铜配合物的合成方法，其具体步骤是将Cu(NO3) · 3H20、Keggin型的多酸、双吡啶双酰胺有机配体加入去离子水，在室温下搅拌20min 40min形成悬浮混合物，其中双吡啶双酰胺有机配体与Keggin型多酸的摩尔比为1.0:1. 1 1.0:1.5，双吡啶双酰胺有机配体与Cu(NO3) · 3H20的摩尔比为 1.0:4. 0 1· 0:6.0，所述的 Keggin 型多酸是 H4SiMo12O40 · 29H20 或 H4SiW12O4tl · 26H20，所述的双吡啶双酰胺有机配体是N，N' -二(3-吡啶甲酰胺基)-1，2-乙烷或N，N' -二(3-吡啶甲酰胺基)_1，4-丁烷或N，N' -二(3-吡啶甲酰胺基)-1，6-己烷;用0.511101/1 2.011101/ L的NaOH溶液调pH=4. 0 5. 5，倒入高压反应釜中升温至110°C 130°C，水热条件下保温 3天 5天，降温到室温得到块状蓝绿色晶体，用去离子水和乙醇交替清洗2次 4次，室温下自然晾干，得双吡啶双酰胺有机配体和Keggin型多酸的铜配合物。上述的基于双吡啶双酰胺有机配体和Keggin型多酸的铜配合物的合成方法，升温时升温速率为10°c /小时 20°C /小时，降温时降温速率为5°C /小时 10°C /小时。上述的基于双吡啶双酰胺有机配体和Keggin型多酸的铜配合物的合成方法，所述的去离子水的加入量为高压反应釜容积的30% 50%。上述的基于双吡啶双酰胺有机配体和Keggin型多酸的铜配合物作为光催化材料的应用。本专利技术以Keggin型多酸阴离子作为非配位模板剂，双吡啶双酰胺和铜构成多孔性一维或二维无机-有机配合物骨架。其中 ·2Η20 的无机-有机配合物骨架为一维平行排列结构； · 9Η20、 · 6Η20是同构化合物，它们的无机-有机配合物骨架为一维互锁结构； · 6H20、 · 6H20 是同构化合物， 它们的无机-有机配合物骨架为二维层叠排列结构。其优点是合成方法简单，配齿间隔可调；采用双吡啶双酰胺作为含氮配体，双酰胺基团的亲水性好，加快了合成多酸有机-无机配合物时的结晶过程，提高了合成产率；合成的铜配合物对水溶性的有机污染物的亲和能力强、催化降解效果好，对亚甲蓝有机污染物的光催化降解率可达90% 99%，可作为光催化材料应用。附图说明图1是本专利技术合成的 · 2H20粉末衍射单晶拟合实验图2是本专利技术合成的 · 9H20粉末衍射单晶拟合实验图； 图3是本专利技术合成的 · 6H20粉末衍射单晶拟合实验图； 图4是本专利技术合成的基于双吡啶双酰胺和Keggin型多酸的铜配合物的热分析图； 图中1- ·2Η20，2- · 9Η20， 3- ·6Η20，4- · 6Η20， 5- · 6Η20 ；图5是本专利技术合成的 · 2Η20的配位环境图； 图6是本专利技术合成的 · 2Η20的堆积图； 图 7 是本专利技术合成的 · 9Η20 和 · 6Η20 的配位环境图 8 是本专利技术合成的 · 9Η20 和 · 6Η20 的堆积图 9 是本专利技术合成的 · 6Η20 和 · 6Η20 的配位环境图 10 是本专利技术合成的 · 6Η20 和 · 6H20 的堆积图； 图11是无催化剂的亚甲蓝的光催化图12是加入本专利技术合成的 · 2H20的亚甲蓝的光催化图； 图13是加入本专利技术合成的 · 9H20的亚甲蓝的光催化图； 图14是加入本专利技术合成的 ·6Η20的亚甲蓝的光催化图； 图15是加入本专利技术合成的Cu2(L3)3(H2O)6(SiMo12O4tl)] · 6Η20的亚甲蓝的光催化图； 图16是加入本专利技术合成的 ·6Η20的亚甲蓝的光催化图。具体实施例方式实施例1 合成 ·2Η20，其中 L1 为 N，N' -二(3_ 吡啶甲酰胺基)-1，2_乙烷将 0. Immol N, N' -二(3-吡啶甲酰胺基)-1，2-乙烷、0. 13mmol H4SiMo12040*29H20, 0. 5mmol Cu(NO3) ·3Η20和IOmL H2O依次加入到50mL烧杯中，室温下搅拌30min，用1· Omol/ L的NaOH溶液调pH至5. 5，倒入25mL的高压反应釜中，以20°C /小时的加热速率升温至 120°C，水热条件下保温3天，以5°C /小时的降温速率将温度降至室温，得到蓝绿色块状晶体，用去离子水和乙醇交替清洗2次，室温下自然晾干，得 ·2Η20 ，产率为64%，其配位环境图如图5所示，其堆积图如图6所示。实施例2 合成 ·2Η20，其中 L1 为 N，N' -二(3_ 吡啶甲酰胺基)-1，2_乙烷将 0. Immol N, N' -二(3-吡啶甲酰胺基)-1，2-乙烷、0. Ilmmol H4SiMo12040*29H20, 0. 4mmol Cu (NO3) ·3Η20和8mL H2O依次加入到50mL烧杯中，室温下搅拌20min，用0. 5mol/ L的NaOH溶液调pH至4，倒入25 mL的高压反应釜中，以20°C /小时的加热速率升温至 110°C，水热条件下保温4天，以5°C /小时的降温速率将温度降至室温，得到蓝绿色块状晶体用去离子水和乙醇交替清洗3次，室温下自然晾干，得 ·2Η20， 产率为82%，其配位环境图如图5所示，其堆积图如图6所示。实施例3 合成 ·2Η20，其中 L1 为 N，N' -二(3_ 吡啶甲酰胺基)-1，2_乙烷将 0. Immol N，N' -二(3-吡啶甲酰胺基)-1，2-乙烷、0. 15mmol H4SiMo1本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王秀丽，刘国成，徐闯，林宏艳，张巨文，田爱香，
申请(专利权)人：渤海大学，
类型：发明
国别省市：
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