天然高分子擔(dān)載類卟啉金屬配合物的制備及催化性能研究.pdf

1、類卟啉金屬配合物（如金屬酞菁、金屬卟啉等）是一類平面大環(huán)配合物，它們以獨(dú)特的高催化活性與選擇性已成為許多領(lǐng)域重要的催化劑，另外，酞菁還是一類很好的光敏劑，因此，類卟啉金屬配合物是非常有發(fā)展前景的一類功能高分子材料。殼聚糖是一種性能優(yōu)良的天然高分子材料，且殼聚糖金屬絡(luò)合物大多對(duì)氧化還原反應(yīng)表現(xiàn)出較高的催化活性和選擇性，是催化劑載體的一種理想選擇。將類卟啉金屬配合物擔(dān)載于高分子載體上制成非均相催化劑，不僅可以避免由于酞菁、卟啉分子易形成二聚

2、體而使其催化活性顯著降低等問題，而且還可使處理后的催化劑非常容易回收循環(huán)利用。因此，合成新型負(fù)載型類卟啉金屬系列配合物應(yīng)用于光催化，催化氧化各種烯烴、芳香烴等具有重要意義。該論文在本課題組有關(guān)高分子聚類卟啉金屬配合物合成與性能研究的基礎(chǔ)上，合成了一系列殼聚糖擔(dān)載類卟啉金屬配合物，并研究了其光催化及催化氧化性能。論文分如下四部分：第一章，首先介紹了類卟啉金屬化合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，然后對(duì)幾種天然高分子載體結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其擔(dān)載類卟啉化合物在催化方

3、面的應(yīng)用進(jìn)行了綜述。第二章，將酞菁擔(dān)載于殼聚糖膜上制得殼聚糖-酞菁膜（CTS-M-CoPc），并利用紅外光譜、紫外光譜、熱重分析、掃描電鏡、X射線衍射、凝膠色譜-十八角激光光散射等方法對(duì)CTS-M-CoPc及其原料進(jìn)行了表征。在高壓汞燈照射下，將CTS-M-CoPc置于羅丹明B溶液中，研究CTS-M-CoPc對(duì)羅丹明B溶液的光降解性能。結(jié)果表明，羅丹明B水溶液的初始濃度為1×10-5 mol/L，催化劑用量為0.5 g/L，pH=6時(shí)，

4、CTS-M-CoPc對(duì)羅丹明B水溶液的光降解率最大。第三章，制備了殼聚糖-酞菁微球（CTS-MS-CoPc），并進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征。以分子氧為氧化劑氧化異丙苯，考察了CTS-MS-CoPc的催化氧化性能。結(jié)果表明，該高分子催化劑對(duì)異丙苯氧化表現(xiàn)出較高的催化活性，氧化產(chǎn)物主要為異丙苯過氧化氫（CHP）和2-苯基-2-丙醇（PP），最佳反應(yīng)溫度宜控制在100°C左右，適宜的催化劑/異丙苯用量比為1mg/2mL。發(fā)現(xiàn)添加微量離子液體對(duì)CTS-MS

5、-CoPc類卟啉金屬配合物（如金屬酞菁、金屬卟啉等）是一類平面大環(huán)配合物，它們以獨(dú)特的高催化活性與選擇性已成為許多領(lǐng)域重要的催化劑，另外，酞菁還是一類很好的光敏劑，因此，類卟啉金屬配合物是非常有發(fā)展前景的一類功能高分子材料。殼聚糖是一種性能優(yōu)良的天然高分子材料，且殼聚糖金屬絡(luò)合物大多對(duì)氧化還原反應(yīng)表現(xiàn)出較高的催化活性和選擇性，是催化劑載體的一種理想選擇。將類卟啉金屬配合物擔(dān)載于高分子載體上制成非均相催化劑，不僅可以避免由于酞菁、卟啉分子

6、易形成二聚體而使其催化活性顯著降低等問題，而且還可使處理后的催化劑非常容易回收循環(huán)利用。因此，合成新型負(fù)載型類卟啉金屬系列配合物應(yīng)用于光催化，催化氧化各種烯烴、芳香烴等具有重要意義。該論文在本課題組有關(guān)高分子聚類卟啉金屬配合物合成與性能研究的基礎(chǔ)上，合成了一系列殼聚糖擔(dān)載類卟啉金屬配合物，并研究了其光催化及催化氧化性能。論文分如下四部分：第一章，首先介紹了類卟啉金屬化合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，然后對(duì)幾種天然高分子載體結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其擔(dān)載類卟啉化合

7、物在催化方面的應(yīng)用進(jìn)行了綜述。第二章，將酞菁擔(dān)載于殼聚糖膜上制得殼聚糖-酞菁膜（CTS-M-CoPc），并利用紅外光譜、紫外光譜、熱重分析、掃描電鏡、X射線衍射、凝膠色譜-十八角激光光散射等方法對(duì)CTS-M-CoPc及其原料進(jìn)行了表征。在高壓汞燈照射下，將CTS-M-CoPc置于羅丹明B溶液中，研究CTS-M-CoPc對(duì)羅丹明B溶液的光降解性能。結(jié)果表明，羅丹明B水溶液的初始濃度為1×10-5 mol/L，催化劑用量為0.5 g/L，p

8、H=6時(shí)，CTS-M-CoPc對(duì)羅丹明B水溶液的光降解率最大。第三章，制備了殼聚糖-酞菁微球（CTS-MS-CoPc），并進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征。以分子氧為氧化劑氧化異丙苯，考察了CTS-MS-CoPc的催化氧化性能。結(jié)果表明，該高分子催化劑對(duì)異丙苯氧化表現(xiàn)出較高的催化活性，氧化產(chǎn)物主要為異丙苯過氧化氫（CHP）和2-苯基-2-丙醇（PP），最佳反應(yīng)溫度宜控制在100°C左右，適宜的催化劑/異丙苯用量比為1mg/2mL。發(fā)現(xiàn)添加微量離子液體對(duì)C

9、TS-MS-CoPc的催化活性有一定影響。CTS-MS-CoPc對(duì)環(huán)己烯和其它芳香烴的催化性能也被考察，研究發(fā)現(xiàn)該高分子催化劑也表現(xiàn)出了優(yōu)越的催化氧化性能。第四章，將卟啉擔(dān)載于殼聚糖微球上，制得殼聚糖-卟啉微球[CTS-MS-TPPS4-M（M=Cu，Zn，Co，Ni)]并進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征。以分子氧為氧化劑氧化異丙苯，考察了CTS-MS-TPPS4-M的催化氧化性能。發(fā)現(xiàn)CTS-MS-TPPS4Cu的催化氧化性能較強(qiáng)。結(jié)果表明：利用殼聚糖