一種雙金屬Ru超分子大環(huán)化合物及其合成方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及雙金屬RU(II)超分子大環(huán)及其合成方法和應(yīng)用，屬于催化劑制備技 術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 眾所周知，光合作用是地球上最重要的化學(xué)反應(yīng)之一，由此產(chǎn)生的氧氣是眾多生 命體延續(xù)的必需條件，科學(xué)家們對(duì)于人工模擬光合作用的研究一直備受關(guān)注，目前的大量 研究表明，貴金屬Ru(II)化合物在光催化氧化水產(chǎn)生氧氣方面都優(yōu)于其他的金屬配合物， 為了進(jìn)一步提高Ru(II)配合物催化氧化水的效率，并提高貴金屬Ru(II)的利用率，使人 工模擬光合作用更接近自然界光合作用的效率，我們在此研究開發(fā)了一種新型的雙金屬 Ru(II)催化劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是一種雙金屬Ru超分子大環(huán)化合物及其合成方法。
[0004] 本發(fā)明的另一目的是提供該雙金屬Ru超分子大環(huán)化合物的應(yīng)用，在光照條件下 運(yùn)用該大環(huán)分子將水氧化，產(chǎn)生氧氣，實(shí)現(xiàn)光能到化學(xué)能的轉(zhuǎn)變。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：
[0006] 一種雙金屬Ru超分子大環(huán)化合物，化學(xué)式為
[0007] [Ru2 (C26H20N4O) 2 (CO) (C12H6N2O4) 2] ? 5 (MeOH) ?H2O,結(jié)構(gòu)式如下：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種雙金屬Ru超分子大環(huán)化合物，化學(xué)式為 [Ru2(C26H20N40)2(CO) (C12H6N204) 2] ? 5(MeOH) ?H20,結(jié)構(gòu)式如下：
2. 權(quán)利要求1所述的雙金屬Ru超分子大環(huán)化合物的單晶，其特征是，結(jié)晶于三 斜晶系，屬于P-1空間群，該雙金屬Ru超分子大環(huán)化合物中含有兩種配位環(huán)境不同的 Ru(II)金屬中心，Rul處在變形八面體{RuN4CO}的配位環(huán)境中，6-6' -二羧酸-2-2' 聯(lián)吡啶的兩個(gè)吡啶N原子（dRu⑴-N(ll) =2?119(8)A，dRu(l)-N(12)=2?027(8)A) 和一個(gè)羧基〇原子（dRu (1 )-0(7)=0.8200A)以及一個(gè)來自C0中的C原子(dRu⑴-C(63) =1.873(11)A):組成了八面體的配位平面，軸向上是來自兩個(gè)配體的兩 個(gè)端基吡啶N原子（dRu(丨)-N(4)=2?丨丨9(7)A,dRu(丨)-N(5)=2.丨0丨(7)A);Ru2也處在 變形八面體{RuN402}的配位環(huán)境中，八面體配位平面被6-6'-二羧酸-2-2'聯(lián)吡啶 兩個(gè)N原子（dRu (2)-N(9)=丨.95丨(9)A,d Ru(2)-N(丨0)=丨.944(8)A)和兩個(gè)羧基0原子 (dRu (2)-0(3)=2.167(7)A,d Ru(2)-0(5)=2.195(7)A)占據(jù)，軸向上是來自兩個(gè)配體的兩個(gè) 端基吡啶N原子參與配位(dRu(2)-N( 1) =2.104(8)A,dRu(2)-N(8)=2.105(7)A)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙金屬Ru超分子大環(huán)化合物的單晶，其特征是，晶體學(xué)數(shù)據(jù) 如下：

4. 權(quán)利要求1所述的雙金屬Ru超分子大環(huán)化合物的制備方法，其特征是，包括步驟如 下： 將有機(jī)配體L、Ru(DMS0)4C12、6-6' -二羧酸-2-2'聯(lián)吡啶溶于甲醇中，50°C?90°C條 件下保溫72?76小時(shí)，降溫至室溫，即得到雙金屬Ru超分子大環(huán)化合物；有機(jī)配體L為 2, 5-二（4-甲基-3 (4-吡啶基）苯基）-1，3, 4-噁二唑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙金屬Ru超分子大環(huán)化合物的制備方法，其特征是，有機(jī)配 體1、1?11(01^0)4(：12、6-6'-二羧酸-2-2'聯(lián)吡啶的摩爾比例為1?9 :1:0.5?1.5。
6. 權(quán)利要求1所述的雙金屬Ru超分子大環(huán)化合物在光照條件下催化水分解釋放出氧 氣中的應(yīng)用。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用，其特征是，方法為：常溫下，在真空狀態(tài)下，將三氟甲磺 酸、0. 452mg/ml的硝酸鈰銨溶液、催化劑雙金屬Ru超分子大環(huán)化合物混合，三氟甲磺酸、硝 酸鈰銨、催化劑雙金屬Ru超分子大環(huán)化合物三者摩爾比例為1:5?10:0. 001?0. 01，在光 照條件下，氧化水，釋放出氧氣。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種雙金屬Ru超分子大環(huán)化合物及其合成方法和應(yīng)用，該超分子大環(huán)化合物的化學(xué)式為[Ru2(C26H20N4O)2(CO)(C12H6N2O4)2]·5(MeOH)·H2O，其結(jié)構(gòu)式如下；將有機(jī)配體L、Ru(DMSO)4Cl2、 6-6’-二羧酸-2-2’聯(lián)吡啶溶于甲醇中，50℃～90℃條件下保溫72～76小時(shí)，降溫至室溫，即得到雙金屬Ru超分子大環(huán)化合物。超分子大環(huán)中兩 個(gè)金屬Ru(II)處在不同的配位環(huán)境中，且能夠光催化氧化水產(chǎn)生氧氣。利用此合成方法得到的雙金屬Ru大環(huán)超分子以單晶的形式得到，純度高達(dá) 99.999％。
【IPC分類】C01B13-02, B01J31-22, C07F15-00
【公開號(hào)】CN104558050
【申請?zhí)枴緾N201510023476
【發(fā)明人】董育斌, 張金蘋, 馬建平
【申請人】山東師范大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年2月28日