【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光催化材料，具体涉及一种蒽醌基mof光催化材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、亚胺作为药物合成的中间体和活性结构单元，常用于药物分子的制备。亚胺通常是由胺和羰基化合物之间的缩合反应制备的，该过程通常需要不稳定的醛作为原料、路易斯酸催化剂和脱水剂。但该反应有较差的选择性和官能团耐受性，且其后处理纯化过程复杂，需要除去副产物、脱水剂以及催化剂残留物。考虑到亚胺作为生物活性的广泛用途，胺的选择性好氧氧化制亚胺是实验室和商业应用的关键反应。因此，需要开发一种温和、绿色和可持续的亚胺合成方法。
2、近年来，可见光诱导的过渡金属催化反应不仅消除了贵金属配合物的麻烦，而且不需要使用额外的光敏剂。催化剂和底物的结合与光诱导的单电子转移(set)过程协同发生，它降低了氧化还原过程发生的温度，从而激活具有高氧化还原电位的有机分子，这是典型的光氧化还原催化剂有时无法实现的。从绿色可持续发展的概念出发，开发高催化活性、绿色、可回收的非贵金属多相催化剂至关重要。
3、金属有机框架(metal-organic frameworks，mofs)是一类由金属离子/团簇和有机连接物自组装的多孔晶体材料。mofs具有高孔隙率、高吸附、大比表面积和丰富的活性位点，已成为能源和环境相关应用的重要材料，特别是在多相光催化方面。可见光驱动的光氧化还原转化由于其独特的条件温和以及绿色可持续性等优点，经常被用于制备高附加值的有机化合物。分子氧(o2)作为一种经济丰富的氧化剂在有机合成中受到越来越多的关注。例如，能够吸收可见光并产生电子
4、有机光敏剂可以作为构建块集成到mof框架中。例如，蒽醌单元以其光子吸收效率而闻名。蒽醌类化合物是各种天然醌化合物中数量最多的一类化合物，是重要的染料和医药中间体，具有良好光学活性的物质，由于其具有较高的光敏活性以及高三重态能量和相对较长的三重态寿命，被广泛用作有机光催化剂参与到有机光催化反应中,其吸电子的特性使得这类物质在反应中具有传递电子的潜能,所以蒽醌类化合物可作为活性配体应用到光催化领域中。如公布号为cn116371471a的专利技术专利，公开了一种由光敏配体和过渡金属硝酸盐配位自组装得到的具有大的六边形孔道的光敏mof催化剂材料，将其用于光催化还原co2时具有较高的催化活性。又如公布号为cn117700766a的专利技术专利，公开一种蒽醌基二维mof光催化剂及其制备方法和应用，所述的光催化剂是以2,6-二((e)-2-(吡啶-4-基)乙烯基)蒽-9,10-二酮作为功能配体与辅助羧酸共同及金属zn(ⅱ)离子配位合成，其中的辅助羧酸为5-甲基间苯二甲酸、间苯二甲酸或5-氟间苯二甲酸。该专利技术所述的mof光催剂对光催化苄胺及其衍生物自偶联反应有着高选择性和较高的产率，其中反应选择性达100％，产物产率可达98.24％，催化反应效率高，可多次循环使用。但目前还未见有使用蒽醌光敏配体构建ni8-mof材料以及将其用于光催化苄胺自偶联反应以制备亚胺化合物的相关报道。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是提供一种催化反应效率高的蒽醌基mof光催化材料及其制备方法和应用。
2、本专利技术的第一个目的是提供一种蒽醌基mof光催化材料，它是由配体dpaq和镍源在混合溶剂中进行溶剂热反应而得；其中，配体dpaq为2,6-双(吡唑-4-基)-9,10蒽醌，混合溶剂为n,n-二甲基甲酰胺和水的组合物。
3、上述蒽醌基mof光催化材料为黄棕色粉末状。上述方案中涉及的镍源为ni(oac)2·4h2o；在混合溶剂的组成中，n,n-二甲基甲酰胺和水的体积比优选为1～10：1，更优选为3～5：1。配体dpaq和镍源可以直接置于混合溶剂中溶解后进行溶剂热反应，也可以将配体dpaq和镍源分别置于n,n-二甲基甲酰胺和水中溶解，所得两种溶液混合后再进行溶剂热反应。不论采用哪种方式，镍源的用量与混合溶剂中水的用量之比优选为7～10mg：1ml，配体dpaq的用量与混合溶剂中n,n-二甲基甲酰胺的用量之比优选为1～3mg：1ml。所述溶剂热反应通常是在≥100℃条件下进行，更优选是在140～160℃条件下进行；当反应在140～160℃条件下进行时，反应时间优选控制在10～12h。
4、本专利技术的第二个目的是提供上述蒽醌基mof光催化材料的制备方法，包括：取配体dpaq和镍源分别溶于n,n-二甲基甲酰胺和水中，将两种溶液混合后进行溶剂热反应，即得。
5、上述蒽醌基mof光催化材料的制备方法中，涉及的镍源的选择、溶剂热反应参数等均如前所述。上述制备方法中的n,n-二甲基甲酰胺和水构成前述的混合溶剂，n,n-二甲基甲酰胺和水的配比、它们与dpaq和镍源的用量关系等均与前述相同。配体dpaq和镍源的配比为化学计量比，在一个具体的实施例中，配体dpaq和镍源的摩尔比为3：4。
6、本专利技术的第三个目的是提供一种蒽醌基mof光催化材料晶体，该蒽醌基mof光催化材料晶体呈八面体状，属于立方晶系，空间群，晶胞参数为：α＝90.00°,β＝90.00°,γ＝90.00°。该蒽醌基mof光催化材料晶体金属中心镍离子为正二价，该mof骨架由一个无机二级构建单元(sbu)和一个ni8簇组成，连接到12个dpaq连接体，生成具有八面体和四面体空腔的三维多孔框架。
7、本专利技术的第四个目的是提供一种上述蒽醌基mof光催化材料晶体的制备方法，包括：取配体dpaq和镍源置于混合溶剂中，调节体系的ph至酸性，于加热条件下反应，反应液冷却，有晶体析出，即得；其中，配体dpaq为2,6-双(吡唑-4-基)-9,10蒽醌，混合溶剂为n,n-二甲基甲酰胺和水的组合物。
8、上述蒽醌基mof光催化材料晶体的制备方法中，采用有机酸或无机酸调节体系的ph至酸性，如硝酸、盐酸或硫酸等，优选是采用稀硝酸(如0.2～0.3mol/l)进行调节。优选是调节体系的ph＝4.0～6.5，更优选是调节体系的ph＝4.0～5.0。该晶体的制备方法中，加热反应优选是在≥100℃条件下进行，更优选是在110～130℃条件下进行；当反应在110～130℃条件下进行时，反应时间优选控制在60～96h。制备方法中涉及的镍源的选择、混合溶剂的配比等均与前述相同。
9、本专利技术的第五个目的是提供上蒽醌基mof光催化材料或蒽醌基mof光催化材料晶体在光催化苄胺自偶联反应以制备亚胺化合物中的应用。
10、本申请中，配体dpaq的结构如下式(1)所示：
11、
12、配体dpaq可参考现有文献(wu k,liu x-y,cheng p-w,et al.linkerengineering for reactive oxygen species generation efficiency in ultra-stablenickel-本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种蒽醌基MOF光催化材料，其特征是，它是由配体DPAq和镍源在混合溶剂中进行溶剂热反应而得；其中，配体DPAq为2,6-双(吡唑-4-基)-9,10蒽醌，混合溶剂为N,N-二甲基甲酰胺和水的组合物。
2.根据权利要求1所述的蒽醌基MOF光催化材料，其特征是，所述的镍源为Ni(OAc)2·4H2O。
3.权利要求1所述蒽醌基MOF光催化材料的制备方法，其特征是，取配体DPAq和镍源分别溶于N,N-二甲基甲酰胺和水中，将两种溶液混合后进行溶剂热反应，即得。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征是，所述的镍源为Ni(OAc)2·4H2O。
5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征是，溶剂热反应在≥100℃条件下进行。
6.一种蒽醌基MOF光催化材料晶体，其特征是，该材料属于立方晶系，空间群，晶胞参数为：α＝90.00°,β＝90.00°,γ＝90.00°。
7.权利要求6所述蒽醌基MOF光催化材料晶体的制备方法，其特征是，取配体DPAq和镍源置于混合溶剂中，调节体系的pH至酸性，于加热条件下反应，反应
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征是，调节体系的pH＝4.0～6.5。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征是，反应在≥100℃条件下进行。
10.权利要求1所述的蒽醌基MOF光催化材料或权利要求6所述的蒽醌基MOF光催化材料晶体在光催化苄胺自偶联反应以制备亚胺化合物中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种蒽醌基mof光催化材料，其特征是，它是由配体dpaq和镍源在混合溶剂中进行溶剂热反应而得；其中，配体dpaq为2,6-双(吡唑-4-基)-9,10蒽醌，混合溶剂为n,n-二甲基甲酰胺和水的组合物。
2.根据权利要求1所述的蒽醌基mof光催化材料，其特征是，所述的镍源为ni(oac)2·4h2o。
3.权利要求1所述蒽醌基mof光催化材料的制备方法，其特征是，取配体dpaq和镍源分别溶于n,n-二甲基甲酰胺和水中，将两种溶液混合后进行溶剂热反应，即得。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征是，所述的镍源为ni(oac)2·4h2o。
5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征是，溶剂热反应在≥100℃条件下进行。
6.一种蒽醌基mof光催化材料晶...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡飞龙，刘转转，米艳，周玮婷，徐海玲，
申请(专利权)人：广西民族大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。