基于鄰菲羅啉的環(huán)境功能材料制備及其性能研究.pdf

1、眾所周知，中國水污染十分嚴(yán)重，其中含有大量的重金屬和有機(jī)污染物，這些污染物嚴(yán)重危害人們的身體健康和影響人們生活生產(chǎn)。鄰菲羅啉因其特殊的雙齒結(jié)構(gòu)，能夠螯合金屬離子形成穩(wěn)定的配合物，同時(shí)具有較強(qiáng)的剛性平面結(jié)構(gòu)和共軛結(jié)構(gòu)，是一類優(yōu)良的電子傳輸材料。其結(jié)構(gòu)容易修飾，衍生物易于制備，因此被廣泛應(yīng)用于吸附材料和光電材料等領(lǐng)域。
　　本文的主要工作為合成鄰菲羅啉的衍生物，并將鄰菲羅啉及其衍生物與其他物質(zhì)復(fù)合在一起，制備了三類復(fù)合材料。利用XRD

2、，SEM，F(xiàn)TIR等方式對(duì)三類材料進(jìn)行了表征，并考察復(fù)合材料的吸附或者光催化性能，具體如下：
　　1.以兩種功能單體合成了一種新穎的復(fù)合材料，這種材料展現(xiàn)出了對(duì)亞鐵和銅離子的高吸附性能，并可定性和定量檢測(cè)一定濃度范圍內(nèi)的上述兩種金屬離子。利用SEM，F(xiàn)TIR和XPS對(duì)材料的物化特征進(jìn)行表征。以一系列的吸附實(shí)驗(yàn)來考察多種影響因素，如：pH，競(jìng)爭(zhēng)離子，接觸時(shí)間和初始濃度等。結(jié)果表明吸附過程符合Langmuir模型，動(dòng)力學(xué)符合偽二級(jí)模型

3、。也對(duì)吸附機(jī)理進(jìn)行了探討。當(dāng)前的工作提供了一種簡單的方法來制備新穎的顯色定量吸附材料。
　　2.利用水熱法合成了鄰菲羅啉（phen）以及鄰菲羅啉亞鐵的配合物修飾的TiO2復(fù)合材料，F(xiàn)TIR結(jié)果表明鄰菲羅啉成功修飾到TiO2上。SEM結(jié)果顯示TiO2，phen-TiO2和Fe2+-phen-TiO2是球形結(jié)構(gòu)，鄰菲羅啉及其Fe2+的配合物的修飾使得TiO2由銳鈦礦變成混合晶相。漫反射和可見光降解MO的實(shí)驗(yàn)表明，鄰菲羅啉的負(fù)載有利于T

4、iO2的可見光響應(yīng)，在鄰菲羅啉與鈦酸四丁酯摩爾比為0.17這一比例下，不螯和亞鐵時(shí)的催化效果是83％，螯和亞鐵時(shí)的催化降解效果為94%。
　　3.5-氨基-1,10-鄰菲羅啉（phen(NH2)）是一種典型的鄰菲羅啉的衍生物，F(xiàn)TIR結(jié)果表明鄰菲羅啉成功修飾到TiO2上。SEM結(jié)果顯示TiO2，phen(NH2)-TiO2和Fe2+-phen(NH2)-TiO2是球形結(jié)構(gòu)，氨基鄰菲羅啉及其Fe2+的配合物的修飾使得TiO2由銳鈦礦

5、變成混合晶相。漫反射和可見光降解MO的實(shí)驗(yàn)表明，氨基鄰菲羅啉的負(fù)載有利于TiO2的可見光響應(yīng)，在氨基鄰菲羅啉與TiO2摩爾比為0.05這一比例下，不螯合亞鐵時(shí)候光照120 min，催化效果是91%，而螯合亞鐵離子得到的材料只需光照80 min，催化降解效果就可達(dá)到90%。
　　對(duì)比phen(NH2)-TiO2和phen-TiO2的光催化效果，可以看到在相同的光照時(shí)間下（120 min）phen(NH2)-TiO2比phen-TiO