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本文在Co60γ射线辐射条件下使用丙烯酸对聚四氟乙烯(PTFE)纤维进行接枝聚合反应制备丙烯酸改性PTFE纤维,在考察丙烯酸浓度或辐射量等与PTFE纤维的接枝率或羧基含量之间关系的基础上,将其作为高分子配体与Fe3+离子进行配位反应并合成了丙烯酸改性PTFE纤维铁配合物。然后研究了改性PTFE纤维的接枝率或表面羧基含量、Fe3+离子初始浓度和温度对所生成配合物的铁离子配合量的影响,并分别使用扫描电镜(SEM)、傅立叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射法(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外可见漫反射光谱(DRS)等技术对其化学结构和表面形貌进行了表征。此外,还将Fe3+离子与Cu2+离子和Ce3+离子与改性PTFE纤维的配合性能及其动力学特性进行了比较,并测定了所生成三种配合物的配位数。将Cu2+离子或Ce3+离子作为助金属离子和Fe3+离子与改性PTFE纤维进行共配位反应制备改性PTFE纤维铁铜或铈双金属配合物,并考察了助金属离子对Fe3+离子配位性能以及所形成配合物的配位数和光吸收性的影响。最后将改性PTFE纤维金属配合物作为非均相Fenton反应催化剂应用于有机染料的氧化降解反应中,在比较三种不同改性PTFE纤维金属配合物的催化性能的基础上,重点考察了配合物中Fe3+离子含量或辐射光与其催化性能之间的关系,并讨论了水溶液中H2O2初始浓度、染料初始浓度和pH值等对染料降解反应的影响。通过紫外可见光光谱和TOC分析了改性PTFE纤维铁配合物催化染料的降解过程,并通过电子自旋共振测试(ESR)和循环伏安等手段研究了Cu2+离子对改性PTFE纤维铁配合物的催化活性和稳定性的改善作用。 结果表明,丙烯酸能够在Co60γ射线辐射条件下与PTFE纤维发生接枝聚合反应,增加丙烯酸浓度或Co60γ射线强度都可显著提高PTFE纤维的接枝率或羧基含量。并且在改性PTFE纤维的接枝率、Fe3+离子初始浓度或反应温度与所生成配合物的铁离子配合量之间存在着正相关性。FTIR和XPS分析证实,改性PTFE纤维中的羧基能够与Fe3+离子发生配位反应并生成丙烯酸改性PTFE纤维铁配合物。XRD分析证明,接枝聚合反应和配位反应能够使得PTFE纤维的结晶度有所减低。Fe3+离子、Cu2+离子和Ce3+离子与改性PTFE纤维之间的配位反应都可使用Langmuir等温吸附模型和Lagergren准二级动力学方程进行描述。尽管升高温度可促进两者之间的配位反应,但是金属离子初始浓度的增加则会导致反应速率的降低。三种金属离子的配合量和反应速率常数依下列顺序排列:Fe3+> Cu2+> Ce3+,说明两种过渡金属离子更易于与改性PTFE纤维发生配位反应。Fe3+离子与Cu2+离子或Ce3+离子能够与PAA-g-PTFE进行共配位反应并生成改性PTFE纤维铁铜或铈双金属配合物,两种助金属离子特别是Cu2+离子几乎未对改性PTFE纤维铁配合物的配位数产生影响,但是能够改善其光吸收性能。 改性PTFE纤维铁配合物作为非均相Fenton反应催化剂在暗态和辐射光条件下对染料降解反应都具有催化作用,而且其Fe3+离子配合量的增加和辐射光,尤其是紫外光的引入能够显著增加其催化活性,但是在碱性环境中其催化活性却有所降低。反应体系中H2O2初始浓度的提高有利于配合物存在时染料降解反应,而染料初始浓度的增加则会对此降解反应显示出抑制作用。与改性PTFE纤维铁配合物一样,改性PTFE纤维铜或铈配合物也能作为非均相Fenton反应催化剂促进染料降解反应,并且这些反应均符合假一级反应动力学模型。但是在相同条件下它们的催化活性却明显低于改性PTFE纤维铁配合物。紫外可见光光谱和TOC分析证明,改性PTFE纤维铁配合物能催化染料中共轭系统和芳香环结构的分解并使之发生矿化反应。与改性PTFE纤维铁配合物相比,改性PTFE纤维铁铜双金属配合物的催化活性和重复利用性更佳,而且即使在碱性环境中仍能保持较强的催化活性。这与Fe3+离子和Cu2+离子在改性PTFE纤维金属配合物中所产生的协同效应有关。改性PTFE纤维铁铜双金属配合物作为催化剂能在染料降解反应中反复使用,这主要决定于PTFE纤维优良的物理机械性以及金属离子在其表面固定的稳定性。改性PTFE纤维铁铜双金属配合物除了能够光催化降解不同分子量的偶氮染料之外,还能够促进蒽醌染料、三芳甲烷染料和金属络合染料的降解反应。