研究目的
基于二羧酸盐和柔性双(苯并咪唑)配体合成并表征两种新型锌(II)配位聚合物,研究其发光性能、紫外-可见漫反射光谱以及对亚甲基蓝染料降解的光催化特性。
研究成果
成功合成了两种锌(II)配位聚合物并进行了表征。CP 1形成三维dia框架结构,CP 2则具有二维hcb网络结构。两者均展现出发光和半导体特性,其带隙分别为2.98电子伏特和3.93电子伏特。在亚甲基蓝降解反应中,CP 2表现出比CP 1更高的光催化活性(效率达88.1%,而CP 1为84.2%),其中羟基自由基起主要作用。光催化反应后结构保持稳定,表明具有重复使用潜力。
研究不足
该研究聚焦于特定配体与二羧酸盐,这可能限制其结论对其他体系的普适性。光催化实验仅在紫外光条件下开展,稳定性与可重复性虽经初步检验但未深入测试。所提出的反应机理基于清除剂实验,可能需要进一步验证。
1:实验设计与方法选择:
采用水热合成法制备配位聚合物。表征手段包括元素分析、红外光谱、单晶X射线衍射、粉末X射线衍射、热重分析、发光光谱、紫外-可见漫反射光谱及光催化降解实验。
2:样品与数据来源:
配体L1和L2按文献方法合成,其余试剂均为市售分析纯,直接使用未进一步纯化。
3:实验仪器与材料清单:
仪器包含Perkin-Elmer 240C元素分析仪、Rigaku D/Max-2500PC衍射仪、Avatar 360(Nicolet)光谱仪、Netzsch STA449 F1热分析仪、FS5发光分光光度计、普析T9紫外-可见分光光度计、布鲁克Smart 1000 CCD衍射仪及300 W汞灯;材料包括Zn(NO3)2·6H2O、ZnSO4·7H2O、H2PA、H2PDA、NaOH、H2O、KBr、BaSO4、亚甲基蓝、叔丁醇、苯醌、草酸铵。
4:2O、ZnSO4·7H2O、H2PA、H2PDA、NaOH、H2O、KBr、BaSO亚甲基蓝、叔丁醇、苯醌、草酸铵。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:合成时将金属盐、配体、二羧酸与调节pH的水混合后置于聚四氟乙烯内衬容器中加热,冷却后获得晶体;光催化实验将CP样品加入亚甲基蓝溶液,避光搅拌至吸附-解吸平衡后紫外光照,定时取样测吸光度。
5:数据分析方法:
元素分析测定C、H、N含量;PXRD判断物相纯度;IR分析官能团;TGA评估热稳定性;发光光谱研究发射特性;UV-vis测定吸收并利用Kubelka-Munk函数计算带隙;通过吸光度变化计算光催化效率;准一级动力学求速率常数;清除剂实验鉴定活性物种。
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