三嗪类有机聚合物的光学性能

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共价有机框架(COFs)材料是一种结构规整、高比表面积的多孔材料,在传感、吸附等领域都具有广阔的应用前景。但传统的COFs材料通常对可见光响应较弱,光催化性能较差。三嗪类聚合物作为一种电子结构可调、稳定性高的多孔聚合物。其独特的结构在解决环境问题方面具有重要的意义。本课题研究了三嗪类聚合物在荧光检测农药使用时残留的芳香硝基化合物以及作为光催化剂降解有毒稳定的有机染料方面的应用。首先,合成了具有π-共轭体系的三嗪类有机聚合物TTRZ,通过BET、FTIR等测试进行了表征。发现其比表面积为553.63 m~2g-1,孔径较为分散,有利于芳香硝基化合物的吸附。且TTRZ具有完善的π共轭结构,刚性较强,具有较高的荧光强度。其次,将TTRZ作为荧光探针检测芳香硝基化合物,尤其2,4,6-三硝基苯酚的Ksv值可以达到1.15×10~5M-1,检测限低至27 ppb。接着通过阐明TTRZ对TNP的检测机制为动态猝灭、电子和能量转移。此外,制备了含TTRZ的醋酸纤维素膜,其在滴加TNP溶液后实现了显著的荧光猝灭,表明TTRZ能够实现视觉上检测芳香硝基化合物。最后,通过溶剂热法合成三嗪类有机聚合物DA-CTF,通过SEM、FTIR、BET等测试对DA-CTF的结构进行了表征。通过氰基自聚成功引入了三嗪基团,构成了电子供体-受体结构。比表面积高达924.14 m~2g-1,价带导带分别为1.68 e V和-0.6 e V。DA-CTF在光照下能有效降解罗丹明B和亚甲基蓝,且速率常数分别为0.04096 min-1和0.04843min-1。经循环测试证明DA-CTF具有良好的稳定性,且有机染料经光催化能够完全降解为CO2和水。通过EPR等测试证明超氧阴离子、羟基自由基和空穴同时作用于有机染料的降解。接着在光照下证明了DA-CTF优异的抗菌性能。结果突出了DA-CTF作为无金属光催化剂降解废水中有机染料及抗菌的潜力。
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