一种钕配合物及其制备方法和应用
【专利摘要】本发明涉及一种钕配合物及其制备方法，结构简式为：[Nd(D?DTTA)3(CH3O)3]n，其中D?H2DTTA为(+)?2,3?二乙酰对甲苯?D?酒石酸，CH3OH为甲醇。制备方法：将D?H2DTTA的甲醇溶液和NdCl3·3H2O水溶液混合，加入一定量的KOH水溶液调pH至3.0～4.5，搅拌，静置，直到有淡紫色三棱柱状晶体充分析出，过滤，收集产品，产率为40％。该配合物结构中包含九配位的钕离子，配体分别为D?DTTA2?和CH3O?阴离子。在室温、日光照射下该配合物对亚甲基蓝染料具有很好的催化降解效果，可以用作降解亚甲基蓝染料的催化剂。
【专利说明】
-种铁配合物及其制备方法和应用
技术领域
[0001] 本发明设及金属配合物，具体设及一种一维链状钦配合物，特别是一种基于钦 (III)离子和( + )-2,3-二乙酷对甲苯-D-酒石酸钦配合物的制备，W及该钦配合物在降解亚 甲基蓝染料中的应用。
【背景技术】
[0002] 我国是全球染料业第一大国，印染废水已成为我国工业废水主要来源之一。印染 废水中含有大量W芳环为母体的有机组分，它们的处理和降解已成为当前环境工作的重点 与难点之一。W亚甲基蓝为例，亚甲基蓝(MB)是一种硫氮杂苯染料，广泛应用于化学指示 剂、染料、生物染色剂和药物等方面，不易被降解，是印染废水的典型代表，容易引起一系列 环境问题。目前，国内外处理印染废水的主要方法包括物理法、化学法、物理化学法、生物化 学法等。其中，光催化降解法是近几十年发展起来的处理污水的新方法。光催化降解法能有 效降解多种有机污染物并将其矿化为C〇2、也0或毒性更小的有机物，是一种节能、高效、污染 物降解彻底的处理方法。常用的光催化降解催化剂包括金属氧化物、硫化物、配合物和分子 筛等，其中金属配合物类光催化剂由于本身易形成超分子聚集体，易于过滤，而且其多孔、 多层、网状等特殊的结构使其具有较大比表面积，使催化活性的点位有所增加，并使反应中 产物或底物具有较快的扩散速度，可有效提高其再生和回收效率，因此研究运类光催化剂 的分子结构和光催化活性之间的规律，可W为设计和合成具有高效催化活性的催化剂提供 理论借鉴和实际帮助。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种钦配合物及其制备方法，W及该钦配合物在降解亚甲基 蓝染料中的应用。
[0004] 本发明提供的一种钦配合物，结构简式为：[Nd(D-DTTA)3(C也0)3]n，其中D-也DTTA 为( + )-2,3-二乙酷对甲苯-D-酒石酸，CHsOH为甲醇。其化学结构式为：
[0005] ^
O
[0006] 该配合物的晶体属于S方晶系，空间群为R3,晶胞参数:0 = 27.4372(11) A, 6二 27,4.巧2(11)苗，6 = 7.巧:掷;(4)1，〇 = 0 = 9〇°，丫=12〇°。该配合物中钦离子采用九配位 模式，与炯(III)配位的氧原子分别来自六个0刊42^中的簇基氧原子(04，04B，04D，05A，05C， 05E)和S个配位甲醇分子中的氧原子(09,098,090)，通过配体两端簇基桥连炯（111)离子 在C方向形成无限的一维链状结构。Nd-O键长的范围为2. 385(3广2.鮮8贷）Aa射线粉末 衍射证实晶体样品均一稳定。在室溫条件、日光照射下该配合物对亚甲基蓝染料具有很好 的降解效果，可W用作降解亚甲基蓝染料的催化剂。
[0007] 本发明提供的一种钦配合物的制备方法，包括如下步骤：
[000引（（1)将摩尔比为1:1~1.5的NdCl3 ? 3出0和( + )-2,3-二乙酷对甲苯-D-酒石酸分别 溶解于水和甲醇中，将二者混合；
[0009] (2)室溫下揽拌均匀，并加入适量KOH水溶液，调节抑至3.0~4.5,常溫揽拌7-10小 时，过滤，将滤液于室溫条件下静置，直到有淡紫色=棱柱状单晶充分析出，过滤，收集产 品D
[0010] 优选调节pH为3.5,优选NdCl3 ? 3出0和( + )-2,3-二乙酷对甲苯-D-酒石酸的摩尔比 为1:1.5时晶体质量最好，产率最高。
[0011] 只有溶剂为甲醇和水时才能得到该配合物的晶体。
[0012] 本发明的优点和效果：
[0013] 本发明提供的钦配合物是基于( + )-2,3-二乙酷对甲苯-D-酒石酸配体构成的一种 新配合物，使用常规化学合成方法，制备方法工艺简单，样品稳定性好，纯度高，成本低，推 广应用前景良好。在常溫、日光照射条件下可快速催化降解亚甲基蓝染料，40分钟降解率可 达78% ; 120分钟降解率可达85%。
【附图说明】
[0014] 图1实施例1制备的钦配合物的不对称结构单元及钦离子配位的单晶结构图。
[0015] 图2实施例1制备的钦配合物在298K的X射线粉末衍射图（实验及模拟图）。
[0016] 图3本发明配合物存在下，在室溫条件日光照射下亚甲基蓝溶液的紫外吸收光谱。
[0017] 图4室溫条件日光照射下，本发明配合物对亚甲基蓝的催化降解W及不加配合物 的对比试验。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合附图和实例对本发明作进一步说明。
[0019] 实施例1.将D-H2DTTA(0 . Immol，0.0386g)溶于2.5mL甲醇中，然后加入2.5mL NdCl3 ? 3此0(0.066mmo 1，0.0165g)的水溶液，常溫揽拌10分钟，再向其中缓慢加入KO田容液 (0.2mol/L，150化），常溫揽拌7小时，过滤后将得到的澄清溶液置于室溫下，2天后有淡紫色 =棱柱状单晶析出，过滤收集，产率约为40 %。
[0020] 钦配合物的结构测定：
[0021] 晶体结构测定采用北京同步福射1W2B工作线站光源(A = 0.7200 A)为入射福射， MAR165CCD探测器，marccd和HKL2000程序收集并还原数据，经过最小二乘法修正得到晶胞 参数，从差值化urier电子密度图利用甜EUa-97直接法解得晶体结构，并经Lorentz和极化 效应修正。C原子采用理论加氨。详细的晶体测定数据见表1。结构见图1。
[0022] 亲1丽合物的晶化堂擲据
[0023]
[0024]
[0025] 实施例2:本发明配合物在室溫、日光照射条件下对亚甲基蓝染料的催化降解。
[0026] 室溫条件下，将15ml 0.03mmol/L的亚甲基蓝溶液在黑暗处机械揽拌10分钟，测其 吸光度，再将2.Omg本发明配合物分散到亚甲基蓝溶液中得到悬浊液。将悬浊液置于普通日 光下照射，并不停进行揽拌，每20分钟取1次样品，测试其吸收曲线。如图3所示，120分钟后 配合物对亚甲基蓝的催化降解达到85%。相比之下，在同样的条件下，如果体系中不使用配 合物，则120分钟后，亚甲基蓝基本不降解，如图4所示。结果表明，本发明配合物对亚甲基蓝 染料的降解具有很好的催化效果。
【主权项】
1. 一种钕配合物，其特征在于，结构式为：2. 如权利要求1所述的一种钕配合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤： (1) 将摩尔比为1:1~1.5的NdCl3 · 3H20和(+)-2，3-二乙酰对甲苯-D-酒石酸分别溶解 于水和甲醇中，将二者混合； (2) 室温下搅拌均匀，并加入适量KOH水溶液，调节pH至3.0~4.5，常温搅拌7~10小时， 过滤，将滤液于室温条件下静置，直到有淡紫色三棱柱状单晶充分析出，过滤，收集产品。3. 如权利要求2所述的一种钕配合物的制备方法，其特征在于，所述NdCl3 · 3H20和( + )-2,3-二乙酰对甲苯-D-酒石酸的摩尔比为1:1.5。4. 如权利要求2所述的一种钕配合物的制备方法，其特征在于，所述常温搅拌7小时。5. 如权利要求2所述的一种钕配合物的制备方法，其特征在于，所述调节pH至3.5。6. 如权利要求1所述的一种钕配合物在降解亚甲基蓝染料中的应用。
【文档编号】C02F103/30GK105924459SQ201610278006
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月29日
【发明人】冯思思, 马海霞, 卢丽萍
【申请人】山西大学