CN109320532B - 具有催化光降解偶氮染料功能的镉配合物及其制备方法和应用 - Google Patents
具有催化光降解偶氮染料功能的镉配合物及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109320532B CN109320532B CN201811221176.4A CN201811221176A CN109320532B CN 109320532 B CN109320532 B CN 109320532B CN 201811221176 A CN201811221176 A CN 201811221176A CN 109320532 B CN109320532 B CN 109320532B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- photodegradation
- catalyzing
- function
- cadmium complex
- cadmium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000001782 photodegradation Methods 0.000 title claims abstract description 62
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 55
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 54
- 239000000987 azo dye Substances 0.000 title claims abstract description 44
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 10
- DGEZNRSVGBDHLK-UHFFFAOYSA-N [1,10]phenanthroline Chemical compound C1=CN=C2C3=NC=CC=C3C=CC2=C1 DGEZNRSVGBDHLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- STZCRXQWRGQSJD-GEEYTBSJSA-M methyl orange Chemical compound [Na+].C1=CC(N(C)C)=CC=C1\N=N\C1=CC=C(S([O-])(=O)=O)C=C1 STZCRXQWRGQSJD-GEEYTBSJSA-M 0.000 claims abstract description 17
- 229940012189 methyl orange Drugs 0.000 claims abstract description 17
- 229960000907 methylthioninium chloride Drugs 0.000 claims abstract description 17
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 16
- LHQLJMJLROMYRN-UHFFFAOYSA-L cadmium acetate Chemical compound [Cd+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O LHQLJMJLROMYRN-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 13
- YNPNZTXNASCQKK-UHFFFAOYSA-N Phenanthrene Natural products C1=CC=C2C3=CC=CC=C3C=CC2=C1 YNPNZTXNASCQKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- RBTBFTRPCNLSDE-UHFFFAOYSA-N 3,7-bis(dimethylamino)phenothiazin-5-ium Chemical compound C1=CC(N(C)C)=CC2=[S+]C3=CC(N(C)C)=CC=C3N=C21 RBTBFTRPCNLSDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000003446 ligand Substances 0.000 claims description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 6
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- WLZRMCYVCSSEQC-UHFFFAOYSA-N cadmium(2+) Chemical compound [Cd+2] WLZRMCYVCSSEQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 claims description 4
- 239000013110 organic ligand Substances 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 2
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 claims description 2
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 claims description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 abstract description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 4
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 abstract 1
- CXKWCBBOMKCUKX-UHFFFAOYSA-M methylene blue Chemical compound [Cl-].C1=CC(N(C)C)=CC2=[S+]C3=CC(N(C)C)=CC=C3N=C21 CXKWCBBOMKCUKX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 14
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 14
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 13
- 239000000047 product Substances 0.000 description 10
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 4
- 238000007605 air drying Methods 0.000 description 4
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 4
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 4
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 4
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 4
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 3
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 150000004696 coordination complex Chemical class 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 2
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 2
- 238000000634 powder X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- 238000001144 powder X-ray diffraction data Methods 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002336 sorption--desorption measurement Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000002447 crystallographic data Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 description 1
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052976 metal sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007540 photo-reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 1
- 150000003217 pyrazoles Chemical class 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 229910052959 stibnite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003911 water pollution Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F3/00—Compounds containing elements of Groups 2 or 12 of the Periodic Table
- C07F3/003—Compounds containing elements of Groups 2 or 12 of the Periodic Table without C-Metal linkages
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
- B01J31/16—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing coordination complexes
- B01J31/22—Organic complexes
- B01J31/2204—Organic complexes the ligands containing oxygen or sulfur as complexing atoms
- B01J31/2208—Oxygen, e.g. acetylacetonates
- B01J31/2213—At least two complexing oxygen atoms present in an at least bidentate or bridging ligand
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J35/39—Photocatalytic properties
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/30—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2531/00—Additional information regarding catalytic systems classified in B01J31/00
- B01J2531/02—Compositional aspects of complexes used, e.g. polynuclearity
- B01J2531/0238—Complexes comprising multidentate ligands, i.e. more than 2 ionic or coordinative bonds from the central metal to the ligand, the latter having at least two donor atoms, e.g. N, O, S, P
- B01J2531/0241—Rigid ligands, e.g. extended sp2-carbon frameworks or geminal di- or trisubstitution
- B01J2531/0244—Pincer-type complexes, i.e. consisting of a tridentate skeleton bound to a metal, e.g. by one to three metal-carbon sigma-bonds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2531/00—Additional information regarding catalytic systems classified in B01J31/00
- B01J2531/20—Complexes comprising metals of Group II (IIA or IIB) as the central metal
- B01J2531/27—Cadmium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/30—Organic compounds
- C02F2101/308—Dyes; Colorants; Fluorescent agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/30—Organic compounds
- C02F2101/34—Organic compounds containing oxygen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/30—Organic compounds
- C02F2101/38—Organic compounds containing nitrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/30—Organic compounds
- C02F2101/40—Organic compounds containing sulfur
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2305/00—Use of specific compounds during water treatment
- C02F2305/10—Photocatalysts
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07B—GENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
- C07B2200/00—Indexing scheme relating to specific properties of organic compounds
- C07B2200/13—Crystalline forms, e.g. polymorphs
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Nitrogen Condensed Heterocyclic Rings (AREA)
Abstract
本发明属于配合物催化材料技术领域，具体涉及一种具有催化光降解偶氮染料功能的镉配合物及其制备方法和应用，所述的镉配合物为单核结构，其化学表达式为[Cd(Hpyz)2(phen)]，式中H2pyz为5‑吡唑啉酮‑4‑甲酸乙酯，phen为邻菲罗啉。镉配合物是利用5‑吡唑啉酮‑4‑甲酸乙酯、邻菲罗啉和醋酸镉在溶剂热条件下合成，反应条件温和简单，产物稳定性高，有优良的催化活性。该镉配合物在常温下能高效地催化光降解亚甲基蓝(MB)和甲基橙(MO)两种偶氮染料，该催化剂可循环利用。
Description
技术领域
本发明属于配合物催化材料技术领域，具体涉及一种具有催化光降解偶氮染料功能的镉配合物及其制备方法和应用。
背景技术
水体污染是全世界人类面临的一个非常严肃的环境问题。特别是染料生产和使用的技术越来越成熟化对水体造成严重污染。据报道，全球每年的染料产量超过7×105吨，染料类别10000余种，其中大约10％的染料会从工业废水中排出(参见Chem.Eng.J.2008,144400-144406)。大多数染料含有偶氮基团，非常稳定且不可降解，因此常规的生物处理染料废水效果不佳，为了有效地从废水中去除染料，已经提出了许多物理和化学技术，包括离子交换、凝聚/絮凝、吸附、化学氧化、光催化等(参见RSC Adv.2015,5,98184-98193、Appl.Catal.B 2015,166,603–643和Appl.Catal.B 2016,19336-19346)。其中，光催化是基于原位生成具有高活性的·OH及O2 -，进一步将染料分解成CO2和H2O的一种理想的方法，具有反应条件温和、成本低和效率高的优点。
优良的光催化剂是催化光降解偶氮染料的关键因素，传统的半导体光催化剂(如金属氧化物、硫化物及其他金属盐)都可用于染料的降解(参见RSC Adv.2015,5,98184-98193、RSC Adv.2015,5,79556-79564和Catal.Commun.2015,61,62-66)。其中最受关注的就是金属氧化物TiO2，在紫外线下具有很强的氧化能力(参见Chem.Soc.Rev.2010,39,4206-4219)，但是TiO2的禁带宽度较大(Eg＝3.2eV)，对太阳光谱中的紫外线利用率不超过4％，限制了它在降解染料中的应用(参见Chem.Rev.2007,107,2891-2959和Nanoscale2013,5,3601-3614)。CdS2、In2S3、Sb2S3、CoS2等硫化物是一类很好的半导体光催化剂(参见J.Am.Chem.Soc.2014,136,8895-8898和Appl.Catal.B 2016,186,19-29)，但是这一类半导体光催化剂在降解染料的过程中容易形成二次污染，也限制了其在降解染料中的应用(参见Chem.Soc.Rev.2010,39,4206-4219)。与传统无机半导体光催化剂相比，配合物可以通过改变有机配体和中心金属离子对光学性能进行调控，且配合物的结构具有很高的稳定性，使其在催化光降解偶氮染料领域有巨大的发展前景。目前，一些配合物已经用于有机污染物的光降解(参见Appl.Catal.B 2016,186,19-29)、Cr6+光还原(参见RSC Adv.2015,5,32531-32535和J.Hazard.Mater.2015,286,187-194)、催化产氢产氧等(参见J.SolidStateChem.2016,233,194-198和Nat.Commun.2016,7,11580)。因此，开发新型具有催化光降解偶氮染料功能的金属配合物对于治理和保护水体环境具有重要意义。
发明内容
本发明主要提供了一种具有催化光降解偶氮染料功能的镉配合物及其制备方法和应用，制备的镉配合物能高效地催化光降解亚甲基蓝(MB)和甲基橙(MO)两种偶氮染料，并可循环利用，为催化光降解有机染料提供了新选择。其技术方案如下：
一种具有催化光降解偶氮染料功能的镉配合物，其化学表达式为[Cd(Hpyz)2(phen)]，式中H2pyz为5-吡唑啉酮-4-甲酸乙酯，phen为邻菲罗啉。所述镉配合物分子结构如下所示：
优选的，所述镉配合物属于单斜晶系，C2/c空间群，晶胞参数为：
α＝90°，β＝103.528(2)°，γ＝90°。
优选的，所述镉配合物的不对称结构单元由一个中心金属离子Cd2+、两个去质子化有机配体Hpyz-、一个邻菲罗啉配体phen组成，中心金属离子Cd2+采取六配位方式，配位原子分别为两个Hpyz-配体上的四个氧原子，以及phen上的两个氮原子。
上述具有催化光降解偶氮染料功能的镉配合物的制备方法，具体的为，将5-吡唑啉酮-4-甲酸乙酯和邻菲罗啉溶于乙醇、醋酸镉溶于蒸馏水，然后将两种溶液混合均匀，于密闭烘箱加热反应，反应结束后，冷却至室温，得具有催化光降解偶氮染料功能的镉配合物。
优选的，5-吡唑啉酮-4-甲酸乙酯、邻菲罗啉、醋酸镉的摩尔比为(1.5-2):1:1。
优选的，乙醇与蒸馏水的体积比为(1-2):1。
优选的，烘箱温度为80～90℃，反应时间为1～2天。
上述镉配合物在催化光降解偶氮染料中的应用，所述偶氮染料为亚甲基蓝MB和甲基橙MO。
采用上述方案，本发明具有以下优点：
本发明所述的具有催化光降解偶氮染料功能的镉配合物，合成方法简单高效、能耗低，为基于吡唑衍生物有机配体合成金属配合物提供了一定的依据。所述的具有催化光降解偶氮染料功能的镉配合物能高效地催化光降解亚甲基蓝(MB)和甲基橙(MO)两种偶氮染料，并可循环利用，为催化光降解有机染料提供了新选择。
附图说明
图1是本发明的具有催化光降解偶氮染料功能的镉配合物的镉属离子配位环境图；
图2是本发明的具有催化光降解偶氮染料功能的镉配合物催化光降解亚甲基蓝的紫外吸收光谱图；
图3是本发明的具有催化光降解偶氮染料功能的镉配合物催化光降解亚甲基蓝的浓度变化速率图；
图4是本发明的具有催化光降解偶氮染料功能的镉配合物催化光降解亚甲基蓝5次循环浓度变化速率图；
图5是本发明的具有催化光降解偶氮染料功能的镉配合物催化光降解亚甲基蓝的PXRD图；
图6是本发明的具有催化光降解偶氮染料功能的镉配合物催化光降解甲基橙的紫外吸收光谱图；
图7是本发明的具有催化光降解偶氮染料功能的镉配合物催化光降解甲基橙的浓度变化速率图；
图8是本发明的具有催化光降解偶氮染料功能的镉配合物催化光降解甲基橙5次循环浓度变化速率图；
图9是本发明的具有催化光降解偶氮染料功能的镉配合物催化光降解甲基橙的PXRD图。
具体实施方式
以下实施例中的实验方法如无特殊规定，均为常规方法，所涉及的实验试剂及材料如无特殊规定均为常规生化试剂和材料。
实施例1
本实施例具有催化光降解偶氮染料功能的镉配合物的制备方法如下：
称取5-吡唑啉酮-4-甲酸乙酯(0.15mmol,0.0231g)和邻菲罗啉(0.1mmol,0.0198g)溶于2mL乙醇，制得配体溶液。称取醋酸镉(0.1mmol,0.0270g)溶于1mL蒸馏水，将醋酸镉溶液倒入配体溶液中，混合均匀，于80℃烘箱反应1天；反应结束后，自然冷却至室温，过滤，洗涤，风干，得目标化合物。产率：63％。对产物进行红外表征，具体结果为：IR(KBr,cm-1)：3218(w)，1652(s)，1629(s)，1554(m)，1517(m)，1444(m)，1315(m)，1207(w)，1133(s)，1025(w)，916(m)，846(w)，784(m)，723(w)，640(w)，598(w)。
实施例2
本实施例具有催化光降解偶氮染料功能的镉配合物的制备方法如下：
称取5-吡唑啉酮-4-甲酸乙酯(0.15mmol,0.0231g)和邻菲罗啉(0.1mmol,0.0198g)溶于2mL乙醇，制得配体溶液。称取醋酸镉(0.1mmol,0.0270g)溶于2mL蒸馏水，将醋酸镉溶液倒入配体溶液中，混合均匀，于80℃烘箱反应2天；反应结束后，冷却至室温，过滤，洗涤，风干，得目标化合物。产率：59％。对产物进行红外表征，具体结果为：IR(KBr,cm-1)：3215(w)，1650(s)，1631(s)，1557(m)，1515(m)，1441(m)，1311(m)，1202(w)，1139(s)，1028(w)，911(m)，848(w)，785(m)，718(w)，643(w)，596(w)。
红外测试结果表明，本实施例的产物与实施例1的产物相同。
实施例3
本实施例具有催化光降解偶氮染料功能的镉配合物的制备方法如下：
称取5-吡唑啉酮-4-甲酸乙酯(0.20mmol,0.0312g)和邻菲罗啉(0.1mmol,0.0198g)溶于2mL乙醇，制得配体溶液。称取醋酸镉(0.1mmol,0.0270g)溶于1mL蒸馏水，将醋酸镉溶液倒入配体溶液中，混合均匀，于90℃烘箱反应1天；反应结束后，冷却至室温，过滤，洗涤，风干，得目标化合物。产率：67％。对产物进行红外表征，具体结果为：IR(KBr,cm-1)：3222(w)，1655(s)，1633(s)，1550(m)，1511(m)，1447(m)，1313(m)，1205(w)，1128(s)，1029(w)，907(m)，837(w)，785(m)，719(w)，644(w)，606(w)。
红外测试结果表明，本实施例的产物与实施例1的产物相同。
实施例4
本实施例具有催化光降解偶氮染料功能的镉配合物的制备方法如下：
称取5-吡唑啉酮-4-甲酸乙酯(0.20mmol,0.0312g)和邻菲罗啉(0.1mmol,0.0198g)溶于2mL乙醇，制得配体溶液。称取醋酸镉(0.1mmol,0.0270g)溶于2mL蒸馏水，将醋酸镉溶液倒入配体溶液中，混合均匀，于90℃烘箱反应2天；反应结束后，冷却至室温，过滤，洗涤，风干，得目标化合物。产率：61％。对产物进行红外表征，具体结果为：IR(KBr,cm-1)：3216(w)，1655(s)，1633(s)，1553(m)，1514(m)，1447(m)，1317(m)，1203(w)，1130(s)，1026(w)，916(m)，849(w)，781(m)，720(w)，643(w)，602(w)。
红外测试结果表明，本实施例的产物与实施例1的产物相同。
实施例5
图1为实施例1制备的镉配合物的镉属离子配位环境图。
表1为Cd配合物的晶体学数据
表2为Cd配合物的晶体键长
| Cd1-O1 | 2.227(2) | Cd1-O2A | 2.322(3) |
| Cd1-O1A | 2.227(2) | Cd1-N3 | 2.359(2) |
| Cd1-O2 | 2.322(3) | Cd1-N3A | 2.359(2) |
表3为Cd配合物的晶体键角(°)
| O1-Cd1-O1A | 101.75(8) | O1-Cd1-N3 | 95.35(8) |
| O1-Cd1-O2A | 87.98(8) | O1A-Cd1-N3A | 95.35(8) |
| O1A-Cd1-O2 | 87.98(8) | O2-Cd1-N3 | 81.39(8) |
| O1-Cd1-O2 | 86.66(8) | O2A-Cd1-N3A | 81.39(8) |
| O1A-Cd1-O2A | 86.66(8) | O2-Cd1-N3A | 105.69(8) |
| O2-Cd1-O2A | 171.51(7) | O2A-Cd1-N3 | 105.69(8) |
| O1A-Cd1-N3 | 159.29(8) | N3A-Cd1-N3 | 70.81(8) |
| O1-Cd1-N3A | 159.29(8) |
实施例6
镉配合物催化光降解亚甲基蓝实验：
采用氙灯作为紫外光源，采用实施例1获得的具有催化光降解偶氮染料功能的镉配合物进行催化光降解亚甲基蓝的反应，亚甲基蓝的分子式如下所示：
取50mL浓度为5mg/L的亚甲基蓝水溶液于石英反应罐中，加入30mg实施例1获得的具有催化光降解偶氮染料功能的镉配合物，在黑暗环境下搅拌30min。达到吸附-解吸平衡后，取样一次。然后以氙灯作为紫外光源进行催化光降解反应，每隔20min取样一次，共取样10次，取出的悬浊液经10000r/min的转速离心4min后取上层清液测其紫外可见吸收光谱(图2)。结果表明，催化光降解200min后，镉配合物对亚甲基蓝的降解率为82.22％(图3)。PXRD测试结果显示，经过5次循环后，具有催化光降解偶氮染料功能的镉配合物结构没有发生明显变化(图4)，且催化效果基本不发生变化(图5)，说明该镉配合物具有高稳定性，可以高效催化光降解亚甲基蓝，并可循环利用。
实施例7
镉配合物催化光降解甲基橙实验：
采用氙灯作为紫外光源，采用实施例1获得的具有催化光降解偶氮染料功能的镉配合物进行催化光降解甲基橙的反应，甲基橙的分子式如下所示：
取50mL浓度为5mg/L的甲基橙水溶液于石英反应罐中，加入30mg实施例1获得的具有催化光降解偶氮染料功能的镉配合物，在黑暗环境下搅拌30min。达到吸附-解吸平衡后，取样一次。然后以氙灯作为紫外光源进行催化光降解反应，每隔20min取样一次，共取样10次，取出的悬浊液经10000r/min的转速离心4min后取上层清液测其紫外可见吸收光谱(图6)。结果表明，催化光降解200min后，镉配合物对甲基橙的降解率为93.60％(图7)。PXRD测试结果显示，经过5次循环后，具有催化光降解偶氮染料功能的镉配合物结构没有发生明显变化(图8)，且催化效果基本不发生变化(图9)，说明该镉配合物具有高稳定性，可以高效催化光降解甲基橙，并可循环利用。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种具有催化光降解偶氮染料功能的镉配合物，其特征在于：所述镉配合物分子结构如下所示：
2.根据权利要求1所述的具有催化光降解偶氮染料功能的镉配合物，其特征在于：所述镉配合物属于单斜晶系，C2/c空间群，晶胞参数为：
α＝90°，β＝103.528(2)°，γ＝90°。
3.根据权利要求1所述的具有催化光降解偶氮染料功能的镉配合物，其特征在于：所述镉配合物的不对称结构单元由一个中心金属离子Cd2+、两个去质子化有机配体Hpyz-、一个邻菲罗啉配体phen组成，中心金属离子Cd2+采取六配位方式，配位原子分别为两个Hpyz-配体上的四个氧原子，以及phen上的两个氮原子。
4.一种如权利要求1所述的具有催化光降解偶氮染料功能的镉配合物的制备方法，其特征在于：将5-吡唑啉酮-4-甲酸乙酯和邻菲罗啉溶于乙醇、醋酸镉溶于蒸馏水，然后将两种溶液混合均匀，于密闭烘箱加热反应，反应结束后，冷却至室温，得具有催化光降解偶氮染料功能的镉配合物。
5.根据权利要求4所述的具有催化光降解偶氮染料功能的镉配合物的制备方法，其特征在于：5-吡唑啉酮-4-甲酸乙酯、邻菲罗啉、醋酸镉的摩尔比为(1.5-2):1:1。
6.根据权利要求4所述的具有催化光降解偶氮染料功能的镉配合物的制备方法，其特征在于：乙醇与蒸馏水的体积比为(1-2):1。
7.根据权利要求4所述的具有催化光降解偶氮染料功能的镉配合物的制备方法，其特征在于：烘箱温度为80～90℃，反应时间为1～2天。
8.权利要求1所述的镉配合物在催化光降解亚甲基蓝MB和甲基橙MO中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811221176.4A CN109320532B (zh) | 2018-10-19 | 2018-10-19 | 具有催化光降解偶氮染料功能的镉配合物及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811221176.4A CN109320532B (zh) | 2018-10-19 | 2018-10-19 | 具有催化光降解偶氮染料功能的镉配合物及其制备方法和应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109320532A CN109320532A (zh) | 2019-02-12 |
| CN109320532B true CN109320532B (zh) | 2020-12-04 |
Family
ID=65261891
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811221176.4A Active CN109320532B (zh) | 2018-10-19 | 2018-10-19 | 具有催化光降解偶氮染料功能的镉配合物及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109320532B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111518282B (zh) * | 2020-06-24 | 2022-03-04 | 江苏理工学院 | 可见光催化降解有机染料的羟基吡唑羧酸镉配位聚合物及其制备和应用 |
| CN112094236B (zh) * | 2020-09-14 | 2022-04-08 | 江苏理工学院 | 具有光催化降解功能的吲唑二羧酸锌配合物及其制备方法与应用 |
| CN112958158B (zh) * | 2021-02-26 | 2023-03-10 | 江苏理工学院 | 一类双配体稀土配合物光催化剂及其制备方法和应用 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105367591A (zh) * | 2015-12-08 | 2016-03-02 | 安阳师范学院 | 一种具有催化光降解亚甲基蓝的镉配合物单晶及其制备方法 |
| CN107619417A (zh) * | 2017-08-29 | 2018-01-23 | 中国科学院福建物质结构研究所 | 一种具有光催化活性的镉有机配合物及其制备方法与应用 |
| CN108250450A (zh) * | 2018-01-19 | 2018-07-06 | 淮北师范大学 | 一种镉配位聚合物及其制备方法和用途 |
-
2018
- 2018-10-19 CN CN201811221176.4A patent/CN109320532B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105367591A (zh) * | 2015-12-08 | 2016-03-02 | 安阳师范学院 | 一种具有催化光降解亚甲基蓝的镉配合物单晶及其制备方法 |
| CN107619417A (zh) * | 2017-08-29 | 2018-01-23 | 中国科学院福建物质结构研究所 | 一种具有光催化活性的镉有机配合物及其制备方法与应用 |
| CN108250450A (zh) * | 2018-01-19 | 2018-07-06 | 淮北师范大学 | 一种镉配位聚合物及其制备方法和用途 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| "A new pyrazolyl dithioate function in the precursor for the shape controlled growth of CdS nanocrystals: optical and photocatalytic activities";Gopinath Mondal et al.,;《New J. Chem》;20150928;第39卷(第12期);第9487-9496页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109320532A (zh) | 2019-02-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109320532B (zh) | 具有催化光降解偶氮染料功能的镉配合物及其制备方法和应用 | |
| CN111514937B (zh) | 一种卟啉基金属有机骨架材料敏化氧化物型催化剂的制备方法 | |
| CN104998686B (zh) | 硝基锌酞菁/含硫氮化碳复合催化剂的制备方法及其应用 | |
| CN107597151B (zh) | 一种可见光下氧化有机硼的Bi/Bi4O5X2(X=Br,I)光催化剂的制备方法 | |
| CN108745393B (zh) | 一种铋-碳酸氧铋异质结构光催化材料及其制备方法 | |
| CN109225331B (zh) | 一种金属卟啉骨架材料敏化的二氧化钛可见光响应的光催化剂的制备方法 | |
| CN108607610B (zh) | 一种可磁回收的Fe-MOF光催化剂的制备方法及其应用 | |
| CN111330615B (zh) | 一种纳米氯氧化铋/氮化碳复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN104693224A (zh) | 具有催化光降解染料性质的镉金属配合物及其制备方法 | |
| CN111359664A (zh) | 一种Ti基MOF复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN112517081B (zh) | 金属锡卟啉轴向功能化二氧化钛的复合光催化剂及其制备方法 | |
| CN101069842A (zh) | 以植物皮、膜为模板制备介孔二氧化钛光催化剂的方法 | |
| CN102211019B (zh) | 可见光响应的复合氧化物光催化剂Ba1-xSrxLi2Ti6O14及制备方法 | |
| CN102240542B (zh) | 可见光响应的复合氧化物光催化剂Li2SrNb2-xTaxO7及制备方法 | |
| CN107744814A (zh) | 一种复合光催化剂的制备方法和应用 | |
| CN111573773B (zh) | 一种钛基配位聚合物在光催化降解染料废水中的应用 | |
| CN109485606B (zh) | 纳米管结构的吡唑啉酮锌配合物及其制备方法和应用 | |
| CN111518282B (zh) | 可见光催化降解有机染料的羟基吡唑羧酸镉配位聚合物及其制备和应用 | |
| CN111748101B (zh) | 一种羟基吡唑羧酸锰配合物光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN108080028B (zh) | 8-羟基喹啉铁类有机染料光降解催化剂的制备方法 | |
| CN106279288B (zh) | 六核铋簇合物的制备及应用 | |
| CN111171055A (zh) | 具有催化光降解染料性质的铜配合物及其制备方法 | |
| CN111039994B (zh) | 三联吡啶铂配合物及在光解水制氢中的应用 | |
| CN110038636B (zh) | 一种AgI/Ag-Ce-2MI复合光催化剂及其制备和应用 | |
| CN114192163A (zh) | 一种外切36面{110}晶面K离子掺杂SrTiO3纳米光催化剂及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20210531 Address after: 226000 Yangkou Chemical Industrial Park, Rudong County, Nantong City, Jiangsu Province Patentee after: NANTONG VOLANT-CHEM Corp. Address before: 213001 No. 1801 Wu Cheng Road, Changzhou, Jiangsu Patentee before: JIANGSU University OF TECHNOLOGY |