论文部分内容阅读
卟啉、卟啉衍生物及其金属化合物具有独特的光电性能是一类具有高性能的光敏剂,能够高效的吸收可见光,并且转换能量产生活性氧作用于底物,已被开发作为光催化剂,用于光催化降解污染物,尤其是降解水中难以被自然降解的有机污染物。但是,大多数卟啉及其金属化合物是疏水的,且容易自聚集,导致光催化效率降低;水溶性卟啉又有不能回收再利用、二次污染等问题。利用金属卟啉易于修饰的特性将其与功能高分子结合是解决上述问题的有效策略,特别是与水溶性的环境响应型功能高分子结合。本论文首先合成了四（对羟基苯基）锌卟啉（ZnTHPP）,再通过与2-溴异丁酰溴可控的酯化反应,合成了四种不同官能度的锌卟啉引发剂ZnTHPP-nBr（n=1～4）。最后,采用原子自由基转移聚合（ATRP）分别以这四种卟啉为引发剂聚合N-异丙基丙烯酰胺单体（NIPAM）,制备了四种以锌卟啉为“核”的“多臂”星形聚（N-异丙基丙烯酰胺）ZnTHPP-（PNIPAM-Br）n（n=1～4）。四种聚合物都具有良好的水溶性和温敏性,在水溶液中的LCST在29.5℃～31.5℃之间。以罗丹明B（RhB）水溶液为底物测试光催化性能,发现随着聚合物“臂”数的增加,光催化活性和化学稳定性也相应提高,四“臂”星形聚（N-异丙基丙烯酰胺）（ZnTHPP-（PNIPAM-Br）4）具有最好的光催化性能和化学稳定性,并且可以通过加热从而可以实现催化剂的回收再利用。另外,由于金属卟啉在四“臂”星形聚合物含量比较少,导致催化活性低,不能满足一些实际的需求。基于此问题,合成了一种带有炔基的锌卟啉衍生物5-（4-炔丙氧基苯基）-10,15,20-三苯基锌卟啉ZnTPP-Py,并将上述催化性能最好的“四臂”星形聚合物ZnTHPP-（PNIPAM-Br）4端基上的溴取代为叠氮基团得到ZnTHPP-（PNIPAM-N3）4。最后,通过“点击化学”反应将两者结合,制备了一种新型结构的星形聚合物ZnTHPP-（PNIPAM-ZnTPP）4,该聚合物以锌卟啉为“核”和“端基”,以PNIPAM为四条“臂”,具有更高的官能度,这种策略有效的解决了聚合物中卟啉含量低的问题,也表现出更好的光催化性能。此外,我们还运用活性氧捕捉剂验证了光催化过程中活性氧分子的存在,探究了ZnTHPP-（PNIPAM-Zn TPP）4的光催化降解罗丹明B（RhB）机理。