论文部分内容阅读
本文以环氧树脂基三维骨架聚合物为整体型模板，制备出新型SiO2大孔材料，将其用于负载金属酞菁，制备出金属酞菁/二氧化硅复合大孔材料(Co(II)-taPc/SiO2、Fe(Ш)-taPc/SiO2)，并研究了两种复合材料的催化性能，具体研究方法及成果如下：1.以环氧树脂基三维骨架聚合物为模板，采用表面复制模板法，制备出了新型SiO2大孔材料。该大孔材料是一种由纳米薄层三维弯曲延伸构成的宏观体，孔结构三维连续，孔径约1～2μm，比表面积高于130m2·g-1，孔隙率高达90%以上，表观密度小于0.2g·cm-3。这种制备大孔材料的新模板法避免了无机物填充受阻的问题，能制备出大尺寸、复杂形状的大孔材料。2.以三维骨架SiO2大孔材料为载体，采用一步溶液浸渍法在大孔SiO2材料上分别吸附四羧基酞菁钴(Co(II)-taPc)和四羧基酞菁铁(Fe(Ш)-taPc)，制备出Co(II)-taPc/SiO2和Fe(Ш)-taPc/SiO2复合大孔材料。将两种复合材料分别通过电镜分析、漫反射光谱分析和拉曼光谱的分析表征。结果显示：Co(II)-taPc和Fe(Ш)-taPc被固定在SiO2大孔材料载体上，且主要以单体形式存在，分散性好、稳定性高。3.将Co(II)-taPc/SiO2用于催化2-巯基乙醇的氧化反应中，以耗氧速率为跟踪对象考察了Co(II)-taPc/SiO2的催化性能。结果表明：Co(II)-taPc/SiO2能有效催化2-巯基乙醇的氧化反应，表现出模拟酶的反应动力学特性，遵循米氏方程动力学规律，且其催化活性随负载量的增大而提高，最大负载量(3.6%)的Co(II)-taPc/SiO2催化体系的rmax=3.85mL·min-1，Km=0.113mol·L-1。经过10次重复实验，其催化活性基本未受影响，稳定性好，重复利用率高。4.以有机染料罗丹明B为目标降解物，考察了Fe(Ш)-taPc/SiO2的可见光光催化性能及循环使用性。结果证明：Fe(Ш)-taPc/SiO2作为光催化剂在可见光照射下能快速催化降解罗丹明B，降解反应遵循一级动力学方程。随负载量的增加Fe(Ш)taPc/SiO2催化活性也增强，进行1小时反应后，罗丹明B的降解率最高可达97.4%。经过6次循环使用，其催化活性没有发生明显的变化。