基于金屬卟啉凝膠的多孔材料的合成、表征及催化性能研究.pdf

1、近年來(lái)，由于功能基多孔材料優(yōu)異的性能和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，因此，這類(lèi)材料的制備及研究備受科學(xué)工作者們的關(guān)注。卟啉及其衍生物是一類(lèi)具有優(yōu)良性能的功能分子，中心的四個(gè)N原子可與金屬離子配位，外圍基團(tuán)易于修飾，因而是一種很好的結(jié)構(gòu)構(gòu)筑單元。用卟啉構(gòu)筑金屬有機(jī)凝膠是一種制備功能多孔材料的簡(jiǎn)單、高效的方法。由于金屬凝膠材料的加入，使這類(lèi)多孔材料兼有卟啉、金屬有機(jī)凝膠的性能，因而在催化、氣體吸附分離、藥物傳輸釋放、染料敏化等方面有著潛在的發(fā)展前景。

2、r>　　基于以上研究背景，本論文設(shè)計(jì)合成了兩種自由卟啉:5，10，15，20-四（4-（3-甲酸甲酯基）苯氧基）苯基卟啉(H2MePp)，5，10，15，20-四（4-（3-羧基）苯氧基）苯基卟啉(H2CPp)，以及相應(yīng)的金屬酯基卟啉(FeMePpCl，CoMePp，CuMePp，ZnMePp，MnMePp(OAc))和金屬羧基卟啉(FeCPpCl，CoCPp，CuCPp，ZnCPp，MnCPp(OAc));對(duì)所合成的卟啉化合物進(jìn)行了元

3、素分析(EA)，紫外-可見(jiàn)光譜(UV-vis)，傅立葉紅外光譜(FT-IR)，1H核磁譜(1H NMR)，液質(zhì)聯(lián)用電噴霧四級(jí)桿飛行時(shí)間串聯(lián)質(zhì)譜儀(ESI-Q-TOF-MS)等譜學(xué)表征，確定了所合成的卟啉分子的組成與結(jié)構(gòu)。
　　以合成的羧基卟啉(H2CPp，F(xiàn)eCPpCl，CoCPp，CuCPp，ZnCPp，MnCPp(OAc))為構(gòu)筑單元，分別與Fe(NO3)3·9H2O、Al(NO3)3·9H2O和SiO2溶膠在溶劑熱的條件下反

4、應(yīng)，生成金屬卟啉凝膠，再通過(guò)超臨界CO2萃取干燥，獲得了18個(gè)金屬卟啉基的多孔材料。對(duì)制備得到的金屬卟啉多孔材料進(jìn)行了傅立葉紅外光譜(FT-IR)、固體紫外-可見(jiàn)光譜(UV-vis-DRS)、X射線粉末衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、熱重分析(TGA)、N2吸附等表征，對(duì)多孔卟啉材料的形成進(jìn)行了簡(jiǎn)單的推定。測(cè)試結(jié)果表明，制備得到的多孔卟啉材料都是顆粒堆積形成、長(zhǎng)程無(wú)序的、具有較大比表面積的、熱穩(wěn)定性良

5、好的介孔材料。
　　對(duì)制備的金屬卟啉多孔材料的催化氧化烷基苯轉(zhuǎn)化為芳香酮的活性及吸附性能（染料吸附、溶劑吸附）進(jìn)行了測(cè)試，并對(duì)催化機(jī)理進(jìn)行了簡(jiǎn)要的說(shuō)明。催化實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，(1)基于凝膠制備得到的三類(lèi)金屬卟啉多孔材料的催化活性中心是具有催化性能的卟啉，其中以MnCPp為結(jié)構(gòu)單元構(gòu)筑的多孔材料在催化氧化烷基苯的實(shí)驗(yàn)中均顯示出優(yōu)越的催化活性及很高的選擇性(＞99％);(2)經(jīng)過(guò)5次循環(huán)實(shí)驗(yàn)后，金屬卟啉多孔材料仍能保持相對(duì)高的催化活性;(