金屬酞菁-MCM-41的制備及其催化氧化反應(yīng).pdf

1、金屬酞菁類化合物結(jié)構(gòu)與金屬卟啉相似是一類廣泛存在于自然界中并具有特殊生理活性的大環(huán)化合物，可以模擬細(xì)胞色素P-450單加氧酶的活性中心，多用于催化烴類等化合物的氧化反應(yīng)。金屬酞菁容易聚集，它們的催化活性會隨著反應(yīng)的進(jìn)行而下降。為減少酞菁的聚集，在模擬該酶體系中用具有規(guī)則孔道結(jié)構(gòu)的無機(jī)分子篩載體模擬細(xì)胞色素P-450的蛋白質(zhì)殼體以使酞菁分子相互分散，得到的金屬酞菁/分子篩復(fù)合催化劑，以反應(yīng)條件溫和，反應(yīng)活性和選擇性高，易從溶液中分離出來，

2、可循環(huán)利用等特點(diǎn)而受到人們廣泛的重視，在當(dāng)今催化材料領(lǐng)域中具有廣闊的應(yīng)用前景。MCM-41是一種中等孔徑的介孔分子篩，可以容納金屬酞菁這種大分子的活性單體，且具有比表面積大，孔徑分布均勻、熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，因此制備的金屬酞菁/MCM-41復(fù)合催化劑在非均相催化氧化芳烴類化合物上有著良好的應(yīng)用前景。本文主要研究結(jié)果如下:
　　(1)采用苯酐-尿素法合成了四種四磺酸基金屬酞菁（MPcTs，具體有CoPcTs、MnPcTs、FePcTs

3、和CuPcTs），并用浸漬法將合成的MPcTs封裝于介孔分子篩MCM-41中，對它們進(jìn)行的IR、UV-Vis、XRD等表征。XRD結(jié)果表明，封裝四磺酸基金屬酞菁后，MCM-41的孔道仍然保持完整的六方有序結(jié)構(gòu);氮?dú)馕綌?shù)據(jù)表明，封裝四磺酸基金屬酞菁后，MCM-41的最可幾孔徑均減小，比表面積也相應(yīng)變小，表明金屬酞菁確實(shí)封裝到了介孔分子篩MCM-41的孔道中。
　　(2)對合成的MPcTs進(jìn)行UV-Vis表征，其結(jié)果表明，MnPcT

4、s由于錳離子的配位比較強(qiáng)，其紫外吸收光譜與其他三種MPcTs表現(xiàn)不一樣，由于能級躍遷，其B帶出現(xiàn)了兩個(gè)吸收峰，Q帶也發(fā)生了紅移，MnPcTs在水溶液中也不易聚集，而其他三種MPcTs則易聚集。
　　(3)分別將MPcTs和MPcTs/MCM-41應(yīng)用于催化氧化對甲酚的反應(yīng)，以MPcTs為催化劑時(shí)，對比了在高濃度對甲酚溶液和低濃度對甲酚溶液中的反應(yīng)情況，高濃度對甲酚溶液中CoPcTs的催化效果最好，低濃度對甲酚溶液中MnPcTs的催