专利名称：一价铜配合物、其制备方法、可见光催化还原二氧化碳的方法、以及染料敏化太阳电池的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种一价铜配合物、其制备方法、可见光催化还原二氧化碳的方法、以及染料敏化太阳电池。
背景技术：
人类对传统化石能源大规模的使用，成就并加快了当今世界经济现代化的高速进程，但也使能源载体在21世纪面临被迅速消耗以致枯竭的危机的同时带来了全球气候变暖问题。在气候问题日益突显，能源危机备受关注的国际大背景下，发展低碳经济，开发利用新能源在全球已经形成共识。太阳能具有普遍、无害、长久使用的特征，它们被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源。设计和可发将太阳能转换为电能的器件研究也成为当今的研究热点，染料敏化太阳电池是一种制备工艺简单，成本低廉的光电转换器件，利用这种电池来利用太阳能也成为研究学者工作的重点。另外利用太阳光把二氧化碳还原为一氧化碳、 甲烷等可燃性气体在解决地球温室效应的同时带来了新的能源，如果这种先进的光催化技术能够投入实际应用，“就能够像植物通过光合作用，从二氧化碳中合成淀粉和蔗糖等碳水化合物一样，为通过人工光合成将二氧化碳合成有用物质的实用化开辟道路”。在解决气候问题和能源危机方面也将具有重要意义。传统染料敏化电池使用的染料是基于重金属钌配合物，这类染料不仅是基于贵重金属，而且还会带来重金属污染。因此，开发出价格便宜、无污染的新型染料具有非常重要的意义；另外，传统光催化研究二氧化碳还原的材料是基于半导体材料，然而其具有吸收可见光能力差，催化速率缓慢的特征。鉴于以上情况，研究开发具有可见光响应，可以快实现二氧化碳还原为碳氢化合物的催化剂将太阳能转换为化学能以及将太阳能转换为电能的分子器件成为当下的研究热点。
发明内容
本发明提供一种一价铜配合物，可以用于可见光催化还原二氧化碳制备甲烷和染料敏化太阳电池。本发明还提供上述一价铜配合物的制备方法。本发明还提供以上述一价铜配合物作为催化剂实现可见光催化还原二氧化碳的方法。本发明还提供以上述一价铜配合物作为染料的染料敏化太阳电池。所述一价铜配合物，其化学式为Cu(N~N)2PF6，其中配体N~N为4，4' -二(对氰基丙烯酸)苯基-6，6' - 二甲基_2，2'-联吡啶。该配合物结构特征是2个N~N配位所在的平面相互垂直，中心铜原子为四配位，一价铜的正电荷由六氟磷酸根阴离子中和。其结构
式如下所示
权利要求
1.一种一价铜配合物，其化学式为Cu(N-N)2PF6，其中配体N~N为4，4' -二(对氰基丙烯酸)苯基-6，6' - 二甲基_2，2'-联吡啶。
2.如权利要求1所述的一价铜配合物，其特征在于，其结构式为
3.权利要求1或2所述的一价铜配合物的制备方法，其特征在于，将Cu(CH3CN)4PF6和 N~N配体按摩尔比1 2反应，冷却、提纯得到Cu(N~N)2PF6。
4.如权利要求3所述的一价铜配合物的制备方法，其特征在于，将 (XsmmolCu(CH3CN)4PFf^nimmol N~N 配体加入到 30ml 二氯甲烷和甲醇的 1 1 (ν/ν)混合溶剂中反应过夜，冷却到室温，将溶剂旋干后在硅胶柱中以乙酸和甲醇1 2 (ν/ν)的混合物为洗脱剂分离产物，收集红色流短，将溶剂旋干后，干燥得到深红色产物Cu (N"N) 2PF6。
5.一种以权利要求1或2所述一价铜配合物作为催化剂实现可见光催化还原二氧化碳制备甲烷的方法。
6.如权利要求5所述的可见光催化还原二氧化碳制备甲烷的方法，其特征在于，以所述的一价铜配合物敏化的二氧化钛作为催化剂实现可见光光催化还原二氧化碳制备甲烷。
7.如权利要求5所述的可见光催化还原二氧化碳制备甲烷的方法，其特征在于，所述的一价铜配合物敏化的二氧化钛中一价铜配合物的量是30 50 μ mol/g。
8.如权利要求6所述的可见光催化还原二氧化碳制备甲烷的方法，其特征在于，所述的一价铜配合物敏化的二氧化钛的制备方法如下将二氧化钛放置在所述一价铜配合物饱和的甲醇溶液中，避光搅拌得到敏化的二氧化钛。
9.一种以权利要求1或2所述一价铜配合物作为染料的染料敏化太阳电池。
10.如权利要求9的所述染料敏化太阳电池，其特征在于，所述一价铜配合物染料敏化的二氧化钛为光阳极，钼电极为对电极，Γ/ι3-为电解质。
全文摘要
本发明涉及一价铜配合物、其制备方法、实现可见光催化还原二氧化碳的方法以及以上述一价铜配合物作为染料的染料敏化太阳电池。所述一价铜配合物，其化学式为Cu(N^N)2PF6，其中配体N^N为4，4′-二(对氰基丙烯酸)苯基-6，6′-二甲基-2，2′-联吡啶。所述一价铜配合物的制备方法为，将Cu(CH3CN)4PF6和N^N配体按摩尔比1∶2反应，冷却、提纯得到Cu(N^N)2PF6。本发明提供了一种基于过渡金属铜的配合物，具有好的吸光能力；另外，经过这种铜的配合物敏化的二氧化钛实现了可见光催化还原二氧化碳制备甲烷的方法。
文档编号C07C1/02GK102532170SQ201110431848
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月21日 优先权日2011年12月21日
发明者于振涛, 元勇军, 邹志刚 申请人:南京大学