论文部分内容阅读
本论文以含氧、氮的有机配体合成铀酰配合物,并系统研究了这些配合物的晶体结构及其光催化活性,初步探讨了铀酰配合物的结构对其光催化活性的影响。分别选用氨基乙酸、2,6-吡啶二羧酸、均苯四甲酸和2,2’-联吡啶作为有机配体,以水热合成和溶剂挥发相结合的方法合成了四个铀酰配合物,分子式如下:[(UO2)2(μ2-O)(μ3-OH)(μ3-OH2)(H2NCH2COO)]·1.5H2O1[UO2(2,6-pdc)H2O]·NH(CH3)2·1.5H2O2[(UO2)2(μ3-OH2)(H2C10O8)][(CH3)2NH]2·2H2O3UO2(CH3COO)2(2,2’-bipy)4注:2,6-H2pdc=2,6-吡啶二羧酸;2,2’-bipy=2,2’-联吡啶通过红外光谱、X-射线单晶衍射、元素分析、热重分析和粉末XRD等手段对这些配合物进行了系统表征。X-射线单晶结构分析表明:配合物1是两个配位环境相同的金属铀构成的七配位五角双锥多面体通过共边形成的二维波浪层状结构;配合物2是中心金属铀与有机配体中的氮、氧原子配位形成的一个七配位扭曲五角双锥几何构型的分立结构;配合物3是四核铀簇通过均苯四甲酸配体连结而成的一个二维平面层状结构;配合物4是金属铀与有机配体中的氮配位构成的一个八配位的扭曲六角双锥分立结构。其中配合物2、3和4的荧光光谱结果显示它们都能够发出很强的荧光。铀酰配合物的光催化活性是通过紫外光照射下对有机染料罗丹明B(RhB)的光降解来进行考察的,同时还以商品化二氧化钛(P-25)做了对照试验。四个铀酰配合物光降解有机染料RhB的光催化活性结果显示它们均能在紫外光照射下降解RhB,但是表现出来的光催化活性不同。配合物1和2表现出比商品化二氧化钛(P-25)更高的催化活性,而配合物3和4的催化活性则远不如P-25。将这四个铀酰配合物的单晶结构、含铀量与其光催化活性关联起来,我们发现配合物中金属铀配位数的增加,会降低其光催化活性。当金属铀配位数相同时,配合物中金属铀的含量越高,其光催化活性也越高。此外,铀酰配合物的光催化活性可能还与所使用有机配体的结构有关,同时含有氮和氧的有机配体可能比只含有氮或者只含有氧的有机配体更有助于光催化活性的提升。本文对铀酰配合物光催化活性与其结构之间关联性的初步探讨为高效铀酰配合物光催化剂的设计提供了参考依据。