双核席夫碱铜(II)配合物催化还原硝基芳烃及染料的性能研究与机理分析

针对水体中高毒性芳香族硝基化合物(ANCs)和合成染料的污染问题，研究人员设计合成了一种新型双核席夫碱铜(II)配合物(SBDC)。通过多尺度表征证实其1.09 eV窄带隙特性，该催化剂在NaBH4作用下可高效将4-硝基苯酚(4-NP)等污染物还原为氨基产物，反应符合准一级动力学，为低成本水处理提供了新策略。

　　

随着发展中国家经济快速增长，工业废水排放导致的水体污染已成为严峻挑战。其中芳香族硝基化合物(ANCs)和合成染料因其高毒性和持久性被美国环保署(EPA)列为优先污染物，传统处理方法存在能耗高、副产物多等缺陷。特别是4-硝基苯酚(4-NP)等物质会破坏水生生态系统，而染料废水则影响光合作用并具有致癌风险。面对全球每年80万吨染料产量的处理需求，开发高效、低成本的新型催化体系迫在眉睫。

为解决这一难题，贾米亚米尔伊斯兰大学的研究团队创新性地设计了一种双核席夫碱铜(II)配合物(SBDC)。该研究通过2-氨基-4-氯苯酚与苯-1,4-二甲醛缩合制备席夫碱配体(SBL)，再与铜盐配位得到目标催化剂。采用FT-IR、¹H-NMR等表征手段确认结构，结合DFT计算揭示其1.09 eV窄带隙特性。实验证明该催化剂可在温和条件下高效还原4-NP、硝基苯等多种污染物，相关成果发表在《Tetrahedron》上。

关键技术包括：1) 席夫碱配体合成与金属配位；2) FT-IR、ESI-MS等多尺度表征；3) 分子静电势(MEP)和前线分子轨道(FMO)理论计算；4) 紫外光谱监测的催化动力学分析；5) FE-SEM和EDX等材料形貌表征。

【Synthesis of SBL and SBDC】
通过甲醇溶剂热法合成SBL，与CuCl₂·6H₂O配位获得深绿色SBDC晶体。熔点分析和元素映射证实产物纯度，ESI-MS显示m/z=385.12的分子离子峰。

【Conclusion】
研究发现SBDC的窄带隙(1.09 eV)显著提升电子转移效率，对4-NP的催化效率达98.7%。分子静电势分析表明铜中心具有强亲电性，而FMO计算揭示HOMO-LUMO轨道主要分布在配体芳香环上。

该研究的重要意义在于：1) 首次报道双核铜配合物对ANCs和染料的协同催化机制；2) 通过理论计算阐明1.09 eV带隙与催化活性的构效关系；3) 为替代贵金属催化剂提供低成本方案，处理后的氨基产物可直接用于制药原料。工作推进了绿色水处理技术的发展，相关催化体系可扩展至其他难降解污染物治理领域。