丙烯酸接枝聚丙烯纖維金屬配合物的合成及其催化降解性能研究.pdf

1、本文使用丙烯酸對價(jià)格低廉和性能優(yōu)良的聚丙烯(PP)纖維進(jìn)行輻射接枝改性反應(yīng)，制備丙烯酸接枝PP纖維(PAA-g-PP)。然后將其與三種不同金屬離子如Fe3+等進(jìn)行配位反應(yīng)得到丙烯酸接枝PP纖維金屬配合物，重點(diǎn)研究了PAA-g-PP與Fe3+的配位反應(yīng)模型和影響因素，并分別使用傅立葉紅外光譜(FTIR)和紫外-可見漫反射光譜(DRS)等分析技術(shù)對改性PP纖維和其配合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)和光吸收性能進(jìn)行了表征。隨后將丙烯酸接枝PP纖維鐵配合物(Fe

2、-PAA-g-PP)作為非均相Fenton催化劑應(yīng)用于常用偶氮染料活性紅195的氧化降解反應(yīng)中，系統(tǒng)探究了催化劑的用量和鐵含量等因素對其催化活性的影響，考察了催化劑的使用穩(wěn)定性能，并對染料的光催化降解反應(yīng)進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析，此外分別使用電子自旋共振測試(ESR)、紫外可見光光譜和COD分析對其降解過程的作用機(jī)理和反應(yīng)歷程進(jìn)行了監(jiān)測。最后選取Cu2+作為助金屬離子，通過進(jìn)行共配位反應(yīng)制備了鐵銅雙金屬PP纖維配合物，考察了Cu2+的加入對其配

3、位結(jié)構(gòu)的影響和催化活性的改善作用。
　　 結(jié)果表明，在接枝反應(yīng)過程中，增加丙烯酸和光引發(fā)劑的濃度均能提高PAA-g-PP的接枝率。在進(jìn)行配位反應(yīng)時(shí)，提高纖維羧基含量或接枝率、增加金屬離子初始濃度和升高反應(yīng)溫度都有利于配合物中金屬離子含量的增大。并且此配位反應(yīng)能夠使用Langmuir等溫吸附模型進(jìn)行描述。多種分析結(jié)果證明，羧基已被接枝于PP纖維分子結(jié)構(gòu)中，且能夠與Fe3+進(jìn)行配位結(jié)合形成穩(wěn)定的配合物。經(jīng)過接枝和配位反應(yīng)后PP纖維的

4、微結(jié)構(gòu)和表面積并未出現(xiàn)顯著變化，但是其對可見光的吸收性能卻有較為顯著地增強(qiáng)。丙烯酸接枝PP纖維鐵配合物作為非均相Fenton反應(yīng)催化劑對活性紅195的降解反應(yīng)具有明顯的催化效果，其中鐵含量的提高和可見光的引入均可促進(jìn)染料的催化降解反應(yīng)，且該反應(yīng)符合假一級反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型。丙烯酸接枝PP纖維鐵配合物不僅能夠促進(jìn)染料分子共軛體系和芳香環(huán)結(jié)構(gòu)的分解反應(yīng)，而且還能使之發(fā)生礦化反應(yīng)。值得說明的是，Cu2+的引入不僅能夠改變丙烯酸接枝PP纖維鐵配合物