不同外圍取代基中位卟啉的合成及其在水環(huán)境中的應(yīng)用研究.pdf

1、鑒于卟啉分子具有結(jié)構(gòu)可控、高熒光量子產(chǎn)率、大的Stokes位移、相對(duì)長(zhǎng)的吸收（λ＞400nm）和發(fā)射（λ＞600nm）波長(zhǎng)等特性，可廣泛應(yīng)用于太陽(yáng)能電池、離子檢測(cè)以及光催化降解有機(jī)污染物等環(huán)境領(lǐng)域。
　　本論文首先合成了4種不同取代基的自由卟啉和相應(yīng)的銅卟啉，然后選用兩種極性差異較大的自由卟啉作為熒光探針，對(duì)水中的痕量重金屬離子（Zn2+和Cu2+）進(jìn)行熒光檢測(cè)。利用銅卟啉較強(qiáng)的可見(jiàn)光吸收特性，制備復(fù)合TiO2光催化劑，考察不同結(jié)

2、構(gòu)卟啉對(duì)TiO2光催化降解4-硝基苯酚的影響。主要進(jìn)行以下幾方面的工作:
　　(1)合成5-（4-羥基苯基）-10，15，20-三苯基卟啉(H2POH)、5-（4-乙酯基亞甲氧基）苯基-10，15，20-三苯基卟啉(H2PCOOEt)、5-（4-羧基亞甲氧基）苯基-10，15，20-三苯基卟啉(H2PCOOH)、5，15-（4-羥基苯基）-10，20-二苯基卟啉(H2P2-OH)4種自由卟啉，及相應(yīng)的銅(Ⅱ)卟啉。質(zhì)譜、傅里葉紅外

3、光譜、紫外-可見(jiàn)吸收光譜、核磁共振氫譜等表征結(jié)果證明卟啉合成成功。其中，紫外-可見(jiàn)吸收光譜表明，不同取代基自由卟啉的紫外-可見(jiàn)吸收曲線(xiàn)差異較小，說(shuō)明中位取代基的改變對(duì)卟啉分子內(nèi)電子的躍遷方式影響較小。
　　(2)利用極性差異較大的H2POH和H2PCOOEt兩種自由卟啉用于水中Zn2+和Cu2+的痕量檢測(cè)，結(jié)果顯示，H2POH為熒光增強(qiáng)型探針，單獨(dú)體系時(shí)，對(duì)Zn2+的檢測(cè)靈敏度強(qiáng)于Cu2+，但選擇性較低;H2PCOOEt為熒光猝滅

4、型探針，單獨(dú)體系時(shí)，對(duì)Zn2+和Cu2+的檢測(cè)靈敏度都較強(qiáng)，對(duì)Cu2+有較高的選擇性。對(duì)比兩種探針的靈敏性和選擇性，H2PCOOEt具有更高的應(yīng)用前景。
　　(3)利用合成的4種自由卟啉及4種銅卟啉敏化TiO2，制備得到8種復(fù)合光催化劑，并對(duì)其進(jìn)行表征。X射線(xiàn)衍射的圖譜說(shuō)明，溶膠-凝膠法合成的TiO2呈現(xiàn)銳鈦礦型，且卟啉敏化TiO2后，只存在于TiO2表面，并沒(méi)有影響其晶型，對(duì)催化劑(101)面粒徑比較結(jié)果顯示，催化劑均為納米型，

5、所有卟啉對(duì)晶粒尺寸影響較小。掃描電鏡和紅外光譜數(shù)據(jù)都證明卟啉存在于TiO2表面。
　　(4)利用卟啉-TiO2復(fù)合光催化劑降解4-硝基苯酚溶液，在金鹵燈照射下，考察其光催化特性。研究發(fā)現(xiàn)，所有光催化反應(yīng)均符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程。比較發(fā)現(xiàn)，CuPOH-TiO2、CuPCOOH-TiO2復(fù)合光催化劑的脫色效率較高，CuPCOOEt-TiO2復(fù)合光催化劑的脫色速率較快。
　　(5)通過(guò)加入H2O2改變反應(yīng)條件，研究不同催化劑中卟啉與H