论文部分内容阅读
为了制备高性能低成本的非均相光Fenton催化剂和丰富纺织纤维在环境净化领域的应用，本文首先使用盐酸羟胺对聚丙烯腈（PAN）纤维进行改性反应并得到偕胺肟改性PAN纤维(AO-PAN)，然后将其作为配体与四种过渡金属离子Fe(Ⅲ)、Cu(Ⅱ)、Co(Ⅱ)和Mn(Ⅱ)和两种稀土金属离子Ce(Ⅲ)和La(Ⅲ)进行配位反应制备不同的偕胺肟改性聚丙烯腈纤维金属配合物（M-AO-PAN）。重点考察了金属离子初始浓度和反应温度对M-AO-PAN中金属离子配合量的影响，详细地研究了上述六种金属离子的配位反应模型、反应级数和活化能等动力学问题，测定并计算了上述金属离子的配位数。最后将偕胺肟改性聚丙烯腈纤维金属配合物作为非均相光Fenton催化剂用于罗丹明B的氧化降解反应中，评价了不同种类偕胺肟改性聚丙烯腈纤维金属配合物的催化活性和pH适用性。
结果表明，当AO-PAN与上述金属离子进行配位反应时，金属离子初始浓度的增大和反应温度的升高均能够提高M-AO-PAN中金属离子配合量，它们的配位反应能力受到其初始浓度的影响程度按下列顺序排列：Fe(Ⅲ)> Cu(Ⅱ)>Co(Ⅱ)> Mn(Ⅱ)> Ce(Ⅲ)> La(Ⅲ)，而它们受到反应温度影响程度则表现出与上述相反的排列顺序。AO-PAN与上述金属离子的配位反应符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型，并表现为假一级动力学反应，且其配位反应活化能也表现出与上述相反的排列顺序。上述六种金属离子能够与AO-PAN形成不同配位数和空间结构的配合物，这与金属离子结构与性能有关。当进行双金属离子配位反应时，Fe(Ⅲ)离子与AO-PAN的配位数没有发生显著变化，而Cu(Ⅱ)离子和Ce(Ⅲ)离子的配位数均表现出增加的趋势。偕胺肟改性聚丙烯腈纤维金属配合物可以作为非均相光Fenton催化剂，双金属配合物的催化降解活性明显高于单金属配合物的催化活性，当与Fe(Ⅲ)离子形成双金属配合物时，两种稀土金属离子对催化活性和pH值适用性的改善作用明显高于三种过渡金属离子对催化活性和pH值适用性的改善作用。