大氣中持續(xù)增長的二氧化碳(CO2)是溫室氣體的主要成分之一，其主要來自于人類活動(dòng)中對(duì)化石燃料的燃燒。為了有效治理和緩解CO2氣體帶來的環(huán)境和氣候問題，利用可再生能源太陽能將CO2轉(zhuǎn)化為有利用價(jià)值的含碳能源具有重要的意義。

CO2分子之間的碳氧雙鍵鍵長較短(116pm)，鍵能較高(803KJ/mol)，不易斷裂，因此它的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)都十分穩(wěn)定，不易活化。在還原過程中，CO2分子單電子還原所需電勢(shì)高(?1.90V vs NHE)，為降低還原電勢(shì)，一般會(huì)伴隨質(zhì)子耦合多電子轉(zhuǎn)移，但同時(shí)質(zhì)子的引入帶來的析氫反應(yīng)會(huì)降低目標(biāo)產(chǎn)物的選擇性，除此之外，CO2在水中的溶解度低也會(huì)導(dǎo)致CO2還原效率大大降低。傳統(tǒng)二氧化碳還原的光催化劑一般是貴金屬配合物，如Ru、Ir、Pt等貴金屬配合物，因而價(jià)格昂貴。近年來已出現(xiàn)將廉價(jià)的鈷配位化合物應(yīng)用于光催化還原二氧化碳的研究。

在綜合考慮催化活性、選擇性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性方面的應(yīng)用問題后，希望所用的光催化體系能夠在高效且低成本的條件下進(jìn)行，同時(shí)也能拓展催化體系在實(shí)際應(yīng)用的范圍。目前尚未見有以1?(2?羥基苯甲基)?2?(2?羥基苯亞甲基肼基)?4?(2?羥基苯基)?6?甲基嘧啶為配體的鈷配合物在光催化二氧化碳還原中作為催化劑的相關(guān)報(bào)道。

 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠在光催化二氧化碳還原中作為催化劑使用且在光催化二氧化碳還原中表現(xiàn)出高活性和高選擇性的鈷配合物及其制備方法和應(yīng)用。

本發(fā)明的鈷配合物為1?(2?羥基苯甲基)?2?(2?羥基苯亞甲基肼基)?4?(2?羥基苯基)?6?甲基嘧啶鈷配合物，其分子式為C25H20CoN4O3，屬于單斜晶系，P21/c空間群，為單核配合物，其晶胞參數(shù)為： α＝90°，β＝103.016(5)°，γ＝90°； 該配合物金屬中心鈷離子為正二價(jià)，配合物由一個(gè)鈷離子與一個(gè)1?(2?羥基苯甲基)?2?(2?羥基苯亞甲基肼基)?4?(2?羥基苯基)?6?2?甲基嘧啶配體(HL )上的兩個(gè)氮原子和兩個(gè)氧原子配位形成一個(gè)平面四方構(gòu)型的單核結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的鈷配合物的制備方法包括：取水楊醛氨基胍席夫堿、水楊醛和鈷鹽置于混合溶劑中，調(diào)節(jié)體系的pH值至堿性，于加熱條件下反應(yīng)，反應(yīng)物冷卻，有晶體析出，收集晶體，即得目標(biāo)產(chǎn)物；其中，鈷鹽為CoCl2·6H2O和/或Co(NO3)2·6H2O；混合溶劑為甲醇和丙酮按1：1的體積比組成的組合物。

本發(fā)明還包括上述鈷配合物在制備光催化劑中的應(yīng)用，具體是在光催化二氧化碳還原中作為催化劑的應(yīng)用。在具體的應(yīng)用中，光催化體系包括光敏劑、光催化劑、犧牲劑和溶劑，其中光催化劑即為上述鈷配合物，而光敏劑、犧牲劑和溶劑的選擇則與現(xiàn)有技術(shù)相同，具體的，光敏劑優(yōu)選為[Ru(phen)3](PF6)2、[Ru(phen)3]Cl2或[Ru(bpy)3]Cl2，更優(yōu)選為[Ru(phen)3](PF6)2；犧牲劑優(yōu)選為三乙醇胺(TEOA)和/或三乙胺(TEA)，溶劑優(yōu)選為包含水和乙腈的混合溶液。在光催化體系中，光敏劑的濃度優(yōu)選為400～500μmol/L，光催化劑的濃度優(yōu)選為0.05～1μmol/L，犧牲劑的濃度優(yōu)選為0.30～0.35μmol/L。

本發(fā)明提供了一例結(jié)構(gòu)新穎的水楊醛氨基胍原位成環(huán)所得的鈷配合物及其制備方法，申請(qǐng)人的試驗(yàn)結(jié)果表明，該配合物作為均相分子光催化劑在二氧化碳還原中表現(xiàn)出高活性和高選擇性的優(yōu)異性能，具有顯著的催化作用。