一种多酸基Co制造技术

本发明专利技术属于光催化技术领域，特别涉及一种多酸基Co

A Polyacid Group Co

【技术实现步骤摘要】
一种多酸基CoII配位聚合物及其制备方法和应用
本专利技术属于光催化
，特别涉及一种多酸基CoII配位聚合物及其制备方法和应用。
技术介绍
配位聚合物相关领域的研究结合了传统的无机化学、有机化学和物理化学，并与超分子化学、材料化学、生物化学和环境化学等学科交叉融合，由此形成了许多新型的边缘学科。近年来由于多酸基过渡金属配位聚合物结构的可调控性，使其作为一种光催化剂材料应用于有机物染料降解、污染物催化、污染物吸附分离、有机物染料降解等方面。尽管一些研究表明，多酸基过渡金属配位聚合物在光催化降解有机污染物如罗丹明B，亚甲基蓝等具有一定的活性。却普遍存在降解效率较低，降解时间较长等缺陷。(YingJ.,ChenY.G.,WangX.Y.,CrystEngComm,2019,21,1168-1179；Roy,S.,Vemuri,V.,Maiti,S.,Manoj,K.S.,Subbarao,U.,Peter,S.C.,Inorg.Chem.,2018,57,12078–12092；TianA.X.,LiuJ.N.,JiX.B.,LiuG.Y.,LiT.T.,TianY.,NiH.P.,LiuG.C.,YingJ.,J.Mol.Struct.,2018,1155,371–379；ShiL.,GaoX.M.,LiuT.Y.,HuangX.H.,GongZ.H.,ChenY.P.,SunY.Q.,DaltonTrans.,2018,47,1347–1354.ChenW.H.,ZhangZ.S.,ZhaoJ.H.,QiuZ.H.,YuanQ.L.,HuangT.F.,LinX.Y.,HuZ.B.,J.Mol.Struct.,2017,1138,192–197.)因而，设计和构筑这类多酸基过渡金属配位聚合物仍然具有很大的挑战性。而且据调研，对于目前所报道的多酸基CoII配位聚合物，均未发现与2,6-二(1,2,4-三唑-1-基)吡啶配体相关的报道。
技术实现思路
为解决现有技术在光催化降解有机污染物时降解效率低、降解时间长的问题，本专利技术的目的在于提供一种多酸基CoII配位聚合物及其制备方法和应用。为实现以上目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供一种多酸基CoII配位聚合物，化学式为[Co(btp)2(W5O16)(H2O)]n，其中btp为2,6-二(1,2,4-三唑-1-基)吡啶，其结构式如下：所述CoII配位聚合物晶体属于正交晶系，Cccm空间群，晶胞参数为：α＝90°，β＝90°，γ＝90°，进一步地，所述配位聚合物为3D多聚穿插结构，该结构是由一个单节点四连接的2D的sql拓扑结构和一个单节点六连接的3D的rob拓扑结构相互穿插形成的；该结构的不对称单元中含有两个晶体学独立的CoII原子Co1和Co2，两个CoII原子的配位模式均为六配位的八面体构型，两个CoII原子的相同点在于赤道平面上的四个氮原子来自于四个不同的btp配体；不同点在于Co1原子中轴向上的氧原子来自于两个配位水分子中的氧原子，而Co2原子中轴向中的氧原子则来自于两个W10O324-阴离子中的端基氧。本专利技术还提供一种多酸基CoII配位聚合物的制备方法，包括以下步骤：A.将2,6-二(1,2,4-三唑-1-基)吡啶、Na2H5P(W2O7)6、CoCl2·6H2O和蒸馏水加入至反应釜中，搅拌30～50min，得混合物；B.滴加HCl调节混合物的pH至1.6～2.6，然后在140℃～160℃下恒温密闭2～4天；C.冷却至室温后取出混合物，经过滤、洗涤、干燥，得到红色块状晶体。进一步地，所述2,6-二(1,2,4-三唑-1-基)吡啶、Na2H5P(W2O7)6和CoCl2·6H2O的摩尔比为0.18～0.22：0.04～0.06：0.3。进一步地，所述蒸馏水的加入量为每摩尔CoCl2·6H2O对应加入2.33～3L蒸馏水。本专利技术还提供一种多酸基CoII配位聚合物作为光催化剂的应用。本专利技术的有益效果：本专利技术制备的一种多酸基CoII配位聚合物，该聚合物表现出了一种罕见的3D多聚穿插结构，该结构是由一个单节点四连接的2Dsql拓扑和一个单节点六连接的3Drob拓扑相互穿插形成，这种二维层穿插在三维网中的不可拆分结构非常罕见。本专利技术制备工艺简单、收率高，经测定，在40mg/L的罗丹明B有机染料中，3.5h内该配位聚合物对罗丹明B有机染料的降解率达到84.44％，这表明该多酸基CoII配位聚合物对罗丹明B染料溶液具有良好的光催化活性，使其在光催化领域具有很好的应用前景。附图说明图1是本专利技术一种多酸基CoII配位聚合物中Co(II)离子的配位图(对称代码：A：0.5–x，–0.5–y，z；B：x，1–y，0.5–z；C：–x，y，0.5–z；D：–x，1–y，z；E：x，y，–z；F：0.5–x，0.5–y，–z)。图2(a)是本专利技术一种多酸基CoII配位聚合物中Co1连接形成的2D网格及其拓扑结构；(b)是配位聚合物中Co2连接形成的3D网络及其拓扑结构；(c)是配位聚合物中3D互穿的拓扑结构。图3是本专利技术一种多酸基CoII配位聚合物的红外光谱图，图中横坐标为波数(Wavenumber)，纵坐标为透过率(Transmittance)。图4是本专利技术一种多酸基CoII配位聚合物作催化剂后RhB溶液的可见吸收光谱图，图中横坐标为波长(Wavelength)，纵坐标为吸光度。图5是未加催化剂与添加配位聚合物[Co(btp)2(W5O16)(H2O)]n作催化时对罗丹明B溶液的降解对比图，图中横坐标为时间(Time)，纵坐标为罗丹明B溶液剩余浓度与初始浓度的比值(Ct/Co)。具体实施方式实施例1取0.2mmol2,6-二(1,2,4-三唑-1-基)吡啶、0.05mmolNa2H5P(W2O7)6、0.3mmolCoCl2·6H2O和8mL蒸馏水加入至25mL反应釜中，搅拌40min，在搅拌过程中滴加HCl将溶液的pH调节至2.1，然后在150℃下恒温密闭3天；冷却至室温后取出混合物，经过滤、洗涤、干燥，得到红色块状晶体，产率为62％。实施例2将0.18mmol2,6-二(1,2,4-三唑-1-基)吡啶、0.06mmolNa2H5P(W2O7)6、0.3mmolCoCl2·6H2O和7mL蒸馏水加入至25mL反应釜中，搅拌35min，在搅拌过程中滴加HCl将溶液的pH调节至1.7，然后在160℃下恒温密闭2天；冷却至室温后取出混合物，经过滤、洗涤、干燥，得到红色块状晶体，产率为42％。实施例3将0.22mmol2,6-二(1,2,4-三唑-1-基)吡啶、0.04mmolNa2H5P(W2O7)6、0.3mmolCoCl2·6H2O和9mL蒸馏水加入至25mL反应釜中，搅拌50min，在搅拌过程中滴加HCl将溶液的pH调节至2.5，然后在140℃下恒温密闭4天；冷却至室温后取出混合物，经过滤、洗涤、干燥，得到红色块状晶体，产率为23.5％。上述实施例中，以实施例1为最佳实施例。将实施例1所制备的[Co(btp)2(W5O16)(H2O)]n进一步表征如下：I、[Co(btp)2(W5O16)(H2O)]n结构的测定选取大小为单晶在BrukerApex-IIC本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多酸基Co

【技术特征摘要】
1.一种多酸基CoII配位聚合物，其特征在于，化学式为[Co(btp)2(W5O16)(H2O)]n，其中btp为2,6-二(1,2,4-三唑-1-基)吡啶，其结构式如下：所述CoII配位聚合物晶体属于正交晶系，Cccm空间群，晶胞参数为：α＝90°，β＝90°，γ＝90°，2.如权利要求1所述的一种多酸基CoII配位聚合物，其特征在于，所述配位聚合物为3D多聚穿插结构，该结构是由一个单节点四连接的2D的sql拓扑结构和一个单节点六连接的3D的rob拓扑结构相互穿插形成的；该结构的不对称单元中含有两个晶体学独立的CoII原子Co1和Co2，两个CoII原子的配位模式均为六配位的八面体构型，两个CoII原子的赤道平面上的四个氮原子来自于四个不同的btp配体；Co1原子中轴向上的氧原子来自于两个配位水分子中的氧原子，而Co2原子中轴向中的氧原子则来自于两个W10O324-阴离子中的端基氧。3.如权利要求1～2任一所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：李亚敏，吴莹莹，柏，党东宾，刘影，
申请(专利权)人：河南大学，
类型：发明
国别省市：河南,41