金屬配合物負(fù)載PAN纖維對(duì)有機(jī)染料降解的光催化性能研究.pdf

1、本文以偕胺肟改性聚丙烯腈（PAN）纖維作為載體材料，使用2，2'-聯(lián)吡啶鐵(FeB)和酞菁鐵(FePc)代替Fe3+與其進(jìn)行反應(yīng)制備了改性PAN纖維負(fù)載金屬吡啶/酞菁配合物，并將其作為非均相Fenton催化劑應(yīng)用于染料的氧化降解反應(yīng)中。首先使用傅立葉紅外光譜(FTIR)、光電子能譜(XPS)、紫外可見(jiàn)漫反射光譜(DRS)等技術(shù)對(duì)其進(jìn)行了表征，重點(diǎn)考察了FeB和FePc分子與纖維之間的結(jié)合方式及作用機(jī)理，然后選取常用染料羅丹明B作為主要目

2、標(biāo)污染物，重點(diǎn)考察了配合物分子結(jié)構(gòu)、Fe負(fù)載量、可見(jiàn)光強(qiáng)度和pH值等因素與其催化性能之間的關(guān)系，并對(duì)其反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了初步研究。此外，為進(jìn)一步提高PAN纖維Fenton體系的催化性能，選取Cu2+作為助金屬離子，使其與FeB/FePc一起和偕胺肟改性PAN纖維進(jìn)行反應(yīng)制備了雙金屬配合物，考察了Cu2+對(duì)其配位結(jié)構(gòu)的影響，并對(duì)兩種金屬離子間的協(xié)同效應(yīng)與其催化性能的關(guān)系進(jìn)行了研究。
　　結(jié)果顯示，F(xiàn)eB主要通過(guò)與PAN纖維第三單體的離子

3、鍵以及與偕胺肟基團(tuán)的羥基的配位鍵負(fù)載于纖維上，而FePc則主要通過(guò)其軸向配位作用與偕胺肟基團(tuán)的羥基進(jìn)行結(jié)合。相似條件下，F(xiàn)eB/FePc負(fù)載PAN纖維均顯示出遠(yuǎn)高于Fe3+負(fù)載PAN纖維的光催化活性，其中FeB催化劑對(duì)可見(jiàn)光的依賴性較強(qiáng)，而FePc催化劑在暗態(tài)條件下也能夠有效催化染料的降解反應(yīng)。兩種催化劑都能夠有效礦化染料分子，同時(shí)具有良好的使用穩(wěn)定性，但是ESR結(jié)果顯示兩種反應(yīng)體系的作用機(jī)理明顯不同。FeB負(fù)載PAN纖維催化H2O2分

4、解能夠產(chǎn)生強(qiáng)氧化性的羥基自由基，而FePc和H2O2體系的主要活性物種則為高價(jià)鐵產(chǎn)物PcFe(Ⅳ)=O。此外，Cu2+能夠通過(guò)配位作用與偕胺肟中OH和NH2進(jìn)行結(jié)合，從而與FeB/FePc一起負(fù)載于PAN纖維上制備雙金屬催化劑。而且當(dāng)纖維中Cu/Fe摩爾比接近于1時(shí)，Cu2+能夠通過(guò)與Fe2+之間的相互作用提升FeB/FePc負(fù)載PAN纖維在染料氧化降解中的光催化活性。Cu2+的引入未改變FeB負(fù)載PAN纖維催化反應(yīng)體系的活性物種，仍是