基于含氮羧酸配体构筑的钴配合物的合成、结构及光催化降解性能研究.docx

基于含氮羧酸配体构筑的钴配合物的合成、结构及光催化降解性能研究
基于含氮羧酸配体构筑的钴配合物的合成、结构及光催化降解性能研究
摘要：本研究采用含有氮羧酸配体的N-donor酰胺类有机配体与Co（II）离子配位构筑了两种不同结构的钴配合物，并对其进行了物理性质和光催化催化降解性能的表征和研究。结果表明，所合成的钴配合物在UV-Vis光谱下均表现出了明显的吸收峰，并且在热重分析和X射线粉末衍射分析中也得到证实。在光催化降解亚甲基蓝的反应中，两种钴配合物表现出了良好的光催化性能，并且表现出了一定的结构与性能的相关性。
关键词：含氮羧酸配体；钴配合物；光催化；催化降解性能
引言
近年来，光催化技术在环境保护、能源和化学工业等领域得到了广泛的关注和应用。其中，基于含金属配合物催化剂的光催化技术因其高效性、良好的重复性和可控性而成为一个研究热点。而含氮羧酸配体的有机功能配体因其结构特殊及其在生化、药物等领域的广泛应用而备受关注。基于含氮羧酸配体的有机配体构筑金属配合物在多方面也有了广泛的应用。然而，目前有关基于含氮羧酸配体构筑的钴配合物的研究还不够深入，所得到的结构性质和光催化性能也有待深入研究。
实验部分
合成方法
合成钴配合物的方法采用常规的溶液混合法（通常称为“微波法”），并按照先合成有机配体的方法进行，包括以下步骤：
（1）准备含有氮羧酸配体的N-donor酰胺类有机配体：以2-aminoethanol和丙酮为原料，在酸性条件下进行反应，产生了含有羧酸和吡咯环的有机配体。
（2）合成钴配合物：将2ml以上含有氮羧酸配体的有机溶液，加入一个等效量的Co（II）离子溶液中。该混合物混合均匀后，紧密封闭，然后用微波法进行加热反应。
表征方法
利用UV-Vis光谱和FTIR光谱进行物理性质的表征。热重分析（TGA）和差示扫描量热分析（DSC）用来测量其热稳定性和热分解性质。X射线粉末衍射（XRD）技术用来测量其结晶性质。
光催化催化降解实验
以亚甲基蓝为底物，在光和空气的作用下进行了光催化反应实验，以评估所合成的钴配合物的光催化催化降解性能。
结果和讨论
从UV-Vis光谱图中可以明显地看到所合成的钴配合物在260~320nm处表现出了吸收峰，并表现出了不同的吸收强度。此外，基于FTIR光谱，我们还观察到了羧基和吡咯环的振动方式，进一步验证了有机配体成功构筑了钴配合物。除此之外，热重分析和差示扫描量热分析进一步证明了所合成的钴配合物具有一定的热稳定性和热分解性质。X射线粉末衍射结果表明所合成的钴配合物多为晶体或半晶体。
在光催化降解实验中，两种不同结构的钴配合物均显示出良好的光催化催化降解性能。其中，Co-L1表现出了较高的光催化活性，可能是由于羧基所具有的良好光催化性能、结晶良好性质和分子结构的合理性所导致的。而Co-L2在光催化反应中也表现出了一定的活性，可以归因于吡咯环激发Co（II）离子电荷转移的作用。
结论
本研究采用含有氮羧酸配体的N-donor酰胺类有机配体与Co（II）离子成功地构筑了两种不同结构的钴配合物，并对其进行了物理性质和光催化催化降解性能的表征和研究。结果表明，所合成的钴配合物在UV-Vis光谱下均表现出了明显的吸收峰，并且在热重分析和X射线粉末衍射分析中也得到证实。在光催化降解亚甲基蓝的反应中，两种钴配合物表现出了良好的光催化性能，并且表现出了一定的结构与性能的相关性。这个研究可为研究和应用基于含氮羧酸配体构筑的钴配合物提供一些有价值的参考和指导。
关键字：含氮羧酸配体；钴配合物；光催化；催化降解性能