一锅法合成铜碲锡酸盐杂化材料：结构特征、光电性能与催化应用研究

本工作创新性地采用一锅法在温和溶剂热条件下成功合成了新型铜碲锡酸盐杂化材料[Mn(en)3]Cu2SnTe3(Te3)（1）和[Fe(en)3]Cu2SnTe3(Te3)（2）。该合成策略突破传统碲化物前驱体的限制，利用肼（N2H4）还原Te粉直接生成Te2?/Tex2?阴离子。材料呈现独特的一维[Cu2SnTe3(Te3)]n2n?链状结构，包含罕见的平面三角形CuTe3单元和多碲桥联配体μ-Te3。研究表明其具备显著的光电流响应（3.35/2.37 μA·cm?2）和优异的光催化降解有机染料性能，机理分析表明?O2?和h+是主要活性物种。

　　

Highlight

通过肼辅助的简易一锅法反应，我们成功制备出具有独特一维链状结构的铜碲锡酸盐杂化材料。其结构特征在于包含多碲桥联配体μ-Te₃和罕见的平面三角形CuTe₃单元，这在该类材料中属首次报道。

材料与方法

所有化学试剂均采用商业途径获得，包括锰(Mn)、铁(Fe)、铜(Cu)、锡(Sn)、碲(Te)粉末、乙二胺(en)、乙醇、水合肼(N₂H₄·H₂O)等。使用元素分析仪(EA1110-CHNS-O)进行C/H/N元素分析，傅里叶变换红外光谱(FT-IR)通过Nicolet Magna IR 550光谱仪测定。

合成与红外光谱

传统碲锡酸盐合成需依赖预先制备的二元/三元碲化物前驱体（如A₂Te、SnTe、K₄[SnTe₄]等），这些前驱体通常需在高温熔融条件下通过多步反应制得。本研究创新性地采用肼作为强还原剂，直接还原单质Te粉生成活性碲阴离子(Te^2?/Te_x^2?)，实现了在温和溶剂热条件下的一步法合成。

结论

本研究成功通过一锅法合成出具有窄带隙特性的光催化剂[Mn(en)₃]Cu₂SnTe₃(Te₃)（1）和[Fe(en)₃]Cu₂SnTe₃(Te₃)（2）。其结构中的[Cu₂SnTe₃(Te₃)]_n^2n?链同时包含碲阴离子(Te^2?)和多碲阴离子(Te₃^2?)，并具有平面三角形CuTe₃结构单元。