一种水杨酰腙钴配合物光催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种水杨酰腙钴配合物光催化剂及其制备方法和应用，属于光催化剂技术领域，其中，水杨酰腙钴配合物的分子式为[Co3(C14H7N2O3Br2)2(C13H14N2)2]n；其中，C14H7N2O3Br2为3，5‑二溴水杨醛缩水杨酰腙，C13H14N2为1，3‑二(4‑吡啶基)丙烷。同时，提供了水杨酰腙钴配合物光催化剂的制备方法以及其在降解含酚废水中的应用。本发明专利技术所提供的水杨酰腙钴配合物光催化剂及其制备方法和应用，提供了一种新型光催化剂，且该水杨酰腙钴配合物光催化剂的制备方法具有反应条件温和，操作简便，后处理方便等优点，其反应产率达85％以上；同时，该水杨酰腙钴配合物光催化剂可用于含酚废水的降解，与现有的均相芬顿体系相比，其具有降解性能良好、pH适用范围较宽且可循环使用等优点。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及光催化剂
，具体而言，涉及一种水杨酰腙钴配合物光催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
含酚废水来源广泛、数量多、危害大、难降解，是水污染控制中需要重点解决的有毒有害废水之一，引起了废水处理领域的关注。因此，研究开发高效，环保的含酚废水处理催化剂具有非常重要的经济意义和社会价值。高级氧化法，溶液萃取法，吸附法，膜分离法和生物法是目前处理含酚废水的主要方式。然而以上方法均不同程度存在成本高，效率低的缺陷。光催化是近年来新开发的一种处理含酚废水的技术，具有环保和节能双重优势，具有很好的应用前景。近年来，各国环境科学工作者在在光催化这一领域进行了广泛而深入的探索，取得了很大进展，并成功应用到环保领域。酰腙类化合物是由酰肼和醛或酮缩合得到的一类Schiff碱化合物，它同时含有亚氨基(C＝N)和羰基(C＝O)，因而所形成的金属配合物具有很高的化学稳定性。酰腙类化合物由于其独特的结构和优异性能，在催化、分析、医药和农药等领域具有广泛的应用。采用过渡金属离子与席夫碱形成的配合物作为非均相光芬顿催化降解有机废水，由于具有pH适用范围较宽和催化剂易于回收等优点，有望获得更广泛的应用。例如费宝丽合成了两个一维链状席夫碱铜配合物并将其在无酸化条件下用作甲基橙降解的光芬顿催化剂，均具有优秀的均相光芬顿试剂活性，配体结构对铜配合物的光催化活性有影响。本专利技术开发出一种光催化降解对硝基苯酚性能良好、pH适用范围较宽且可循环使用的水杨酰腙钴配合物光催化剂。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种水杨酰腙钴配合物光催化剂及其制备方法和应用，以提供一种新型光催化剂，并可以将该光催化剂用于含酚废水的降解，其具有性能良好、pH适用范围较宽且可循环使用等优点。本专利技术所采用的技术方案为：一种水杨酰腙钴配合物光催化剂，其中，水杨酰腙钴配合物的分子式为[Co3(C14H7N2O3Br2)2(C13H14N2)2]n；C14H7N2O3Br2为3，5-二溴水杨醛缩水杨酰腙，C13H14N2为1，3-二(4-吡啶基)丙烷。进一步，所述水杨酰腙钴配合物属于正交晶系，Ibca空间群，晶胞参数为：α＝90°，β＝90°，γ＝90°。一种水杨酰腙钴配合物光催化剂的制备方法，其包括以下步骤：将3，5-二溴水杨醛缩水杨酰腙与CoCl2·6H2O和1,3-二(4-吡啶基)丙烷加入到装有乙醇的反应器中；室温搅拌30分钟后，再将反应体系密封升温至120～130℃，在自生产生的压力下反应72～96h；然后，将反应体系降温至室温，经洗涤、过滤、干燥后得到权利要求1或2所述的水杨酰腙钴配合物光催化剂；其中，3，5-二溴水杨醛缩水杨酰腙与CoCl2·6H2O的摩尔比为1：1.5～2；1,3-二(4-吡啶基)丙烷与CoCl2·6H2O的摩尔比为1：1.2～1.5。进一步，反应体系以2～5℃/h的速度降温至室温。进一步，将制备的所述水杨酰腙钴配合物光催化剂研磨成粉末后于避光、氮气环境下进行保存。上述水杨酰腙钴配合物光催化剂在降解含酚废水中的应用。进一步，上述水杨酰腙钴配合物光催化剂在降解含酚废水中的应用，其包括以下应用步骤：将水杨酰腙钴配合物光催化剂与待降解含酚废水加入光催化反应器中，于避光环境下搅拌反应至使光催化体系达到吸附/脱附平衡状态，然后于光照条件下加入H2O2，使含酚废水进行降解反应。进一步，所述含酚废水为含有对硝基苯酚或邻苯二酚的废水。本专利技术的有益效果：本专利技术所提供的水杨酰腙钴配合物光催化剂及其制备方法和应用，提供了一种新型光催化剂，且该水杨酰腙钴配合物光催化剂的制备方法具有反应条件温和，操作简便，后处理方便等优点，其反应产率达85％以上；同时，该水杨酰腙钴配合物光催化剂可用于含酚废水的降解，与现有的均相芬顿体系相比，其具有降解性能良好、pH适用范围较宽且可循环使用等优点。附图说明图1为实施例中的水杨酰腙钴配合物的配位环境示意图；图2为实施例中的水杨酰腙钴配合物的一维骨架结构图；图3为实施例中的水杨酰腙钴配合物的红外表征图谱；图4为实施例中的水杨酰腙钴配合物的X射线粉末衍射表征结果图；图5为实施例中的对硝基苯酚随降解时间的吸光度变化图；图6为实施例中的不同条件下对硝基苯酚的降解图；图7为实施例中的水杨酰腙钴配合物光催化剂的重复利用结果图；图8为实施例中的ln(A0/A)对时间t的关系图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1本实施例提供了一种水杨酰腙钴配合物光催化剂，水杨酰腙钴配合物的分子式为[Co3(C14H7N2O3Br2)2(C13H14N2)2]n；其中，C14H7N2O3Br2为3，5-二溴水杨醛缩水杨酰腙，C13H14N2为1，3-二(4-吡啶基)丙烷，其中，n为大于或等于1的整数。水杨酰腙钴配合物的非对称单元中含有3个钴离子(2个Co1，1个Co2)，2分子1，3-二(4-吡啶基)丙烷以及2分子3，5-二溴水杨醛缩水杨酰腙。如配位环境图1所示，Co1分别与一分子3，5-二溴水杨醛缩水杨酰腙中的O1、N1、O2，一分子1，3-二(4-吡啶基)丙烷中的N3以及另一分子1，3-二(4-吡啶基)丙烷中的N4B配位；Co2分别与同一分子3，5-二溴水杨醛缩水杨酰腙中的N2、O3以及另一分子3，5-二溴水杨醛缩水杨酰腙中的N2A、O3A配位。如图2所示，水杨酰腙钴配合物在a轴方向形成无限延伸的一维骨架结构。上述水杨酰腙钴配合物属于正交晶系，Ibca空间群，晶胞参数为：α＝90°，β＝90°，γ＝90°。实施例2本实施例提供了一种水杨酰腙钴配合物光催化剂的制备方法，其包括以下步骤：称取1mmol3，5-二溴水杨醛缩水杨酰腙，1～1.5mmol1,3-二(4-吡啶基)丙烷，1.5～2.5mmolCoCl2·6H2O溶于装有10mL乙醇的聚四氟乙烯内衬中；在室温下搅拌30分钟后，将内衬加入到钢制反应釜中，然后将反应体系于密封条件下升温至120～130℃，在自生压力下反应72～96h后降温至室温，经洗涤，过滤，自然干燥，得到实施例1中的水杨酰腙钴配合物光催化剂，其产率达85％。优选地，制备的水杨酰腙钴配合物光催化剂在研磨成粉末后于避光、氮气环境下进行保存。为了使制备的水杨酰腙钴配合物光催化剂具有实施例1中所述的晶型结构，优选地，上述反应体系以2℃/h，4℃/h或5℃/h的速度降温至室温，从而防止降温速度低于2℃/h或高于5℃/h而影响结晶效果。同时，选用乙醇做溶剂，有利于提高制备的水杨酰腙钴配合物的稳定性。其中，3，5-二溴水杨醛缩水杨酰腙的制备方法为：A.将水杨酰肼溶于乙醇中，加热回流后将3，5-二溴水杨醛的乙醇溶液滴加到异烟肼的乙醇溶液中；滴加完毕后，将反应体系升温至70～78℃，搅拌反应10～12h后得反应液；B.取步骤A中的反应液减压过滤，将减压过滤所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水杨酰腙钴配合物光催化剂，其特征在于，水杨酰腙钴配合物的分子式为[Co3(C14H7N2O3Br2)2(C13H14N2)2]n；其中，C14H7N2O3Br2为3，5‑二溴水杨醛缩水杨酰腙，C13H14N2为1，3‑二(4‑吡啶基)丙烷。

【技术特征摘要】
1.一种水杨酰腙钴配合物光催化剂，其特征在于，水杨酰腙钴配合物的分子式为[Co3(C14H7N2O3Br2)2(C13H14N2)2]n；其中，C14H7N2O3Br2为3，5-二溴水杨醛缩水杨酰腙，C13H14N2为1，3-二(4-吡啶基)丙烷。2.根据权利要求1所述的水杨酰腙钴配合物光催化剂，其特征在于，所述水杨酰腙钴配合物属于正交晶系，Ibca空间群，晶胞参数为：α＝90°，β＝90°，γ＝90°。3.一种水杨酰腙钴配合物光催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将3，5-二溴水杨醛缩水杨酰腙与CoCl2·6H2O和1，3-二(4-吡啶基)丙烷加入到装有乙醇的反应器中；室温搅拌30分钟后，再将反应体系密封升温至120～130℃，在自生产生的压力下反应72～96h；然后，将反应体系降温至室温，经洗涤、过滤、干燥后得到权利要求1或2所述的水杨酰腙钴配合物光催化剂；其中，3，5-二溴水杨醛缩水杨酰腙与Co...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴宇，何娇，王时权，邹立科，谢斌，
申请(专利权)人：四川理工学院，
类型：发明
国别省市：四川;51