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光催化技术为解决人类面临的能源与环境问题提供了一个方便清洁的方法,通过利用光催化剂将太阳能转化成氢能、电能可以解决能源问题,同时还可以降解有机污染物解决环境污染。目前由于传统光催化剂如二氧化钛在应用上还存在许多问题,开发和研制新型高效的光催化剂具有重要意义。Zn(II)配位聚合物由Zn(II)与有机羧酸组成,其作为半导体材料为光催化剂的研究发展提供了新的思路。另外,Zn(II)配位聚合物在制备不同形貌纳米 ZnO材料中具有重要应用。本文利用硝基取代苯二羧酸和联苯三甲酸为有机配体与锌盐反应合成制备了17例Zn(II)配位聚合物:[Zn2(bpp)2(FNA)2]·H2O(1),[Zn(bpp)(FNA)]·H2O(2),Zn2(bpp)2(FNA)2(3),Zn(bpp)(2-NO2-BDC)(4),Zn(bpp)(H2O)(5-NO2-NPT)(5),Zn(H2O)3(FNA)(6),[NH4]2[Zn(H2O)2(FNA)2](7),[ZnNa2(FNA)2]·3H2O(8),[ZnK2(FNA)2]·H2O(9),[ZnRb2(FNA)2]·2H2O(10),[ZnMg(FNA)2]·4H2O(11),[Zn(H2O)6](H2BTC)2·4H2O(12),[NH4][Zn(H2O)(BTC)](13),[Zn3(H2O)5(BTC)4]·3H2O(14),[Zn(H2O)6]2[Zn5(H2O)(OH)2(BTC)4]·8H2O(15),[Zn(H2O)6]{Na2[Zn5(OH)2(BTC)4(H2O)4]}·6H2O(16)和[Zn2(BTC)(OH)(H2O)]·0.5H2O(17)(H2FNA=4-硝基-1,2-苯二羧酸;2-NO2-H2BDC=2-硝基对苯二甲酸;5-NO2-H2NPT=5-硝基间苯二甲酸;bpp=1,3-二(4-吡啶基)丙烷;H3BTC=联苯三甲酸)。 配合物1–5是由锌和硝基取代苯二羧酸以及1,3-二(4-吡啶基)丙烷构筑的2D/3D的框架结构;6–11则是锌和4-硝基-1,2-苯二羧酸在不同碱金属/碱土金属的条件下形成不同结构异金属配合物;12–17是由锌和联苯三甲酸在不同的合成方法下获得的具有不同结构的Zn(II)配合物,其中15和16具有5核Zn-O多面体共点聚合单元,17则是Zn-O多面体共点聚合形成1D链结构。 对配合物1–5和13–17进行了光催化降解模拟污染物亚甲基蓝的测试。在165W汞灯紫外光的照射下,配合物1–5在105分钟可以将20 mg/L的亚甲基蓝溶液降解22.4%,35.5%,23.2%,27.1%和29.1%。而配合物13–16在相同的条件下并没有明显的降解效果,其中配合物17却表现出相对较好的光催化降解效果,20 mg/L的亚甲基蓝溶液降解了35.7%。 对配合物1–7、12–15以及17进行热处理,制备了具有不同形貌的微纳米ZnO材料:ZnO-1,ZnO-2,ZnO-3,ZnO-4,ZnO-5,ZnO-6,ZnO-7,ZnO-12,ZnO-13,ZnO-14以及ZnO-17。其中ZnO-4长宽约为600 nm和250 nm的米粒状颗粒,ZnO-2、ZnO-6、ZnO-12和 ZnO-17为直径范围不同的球形;ZnO-1、ZnO-3、ZnO-5、ZnO-7、、ZnO-13和ZnO-14则为不规则的多面体形状。另外颗粒间聚集的形态也不相同:ZnO-6为片花状;ZnO-12和ZnO-13为长方形状;ZnO-17则为八面体形状。同时对制备的微纳米ZnO光催化降解亚甲基蓝活性测试发现均具有较好的催化效果,但是不同形貌间催化效率有差异。