天然高分子载类卟啉金属配合物的制备及催化性能研究.pdfVIP

摘 要 类卟啉金属配合物（如金属酞菁、金属卟啉等）是一类平面大环配合物，它 们以独特的高催化活性与选择性已成为许多领域重要的催化剂，另外，酞菁还是 一类很好的光敏剂，因此，类卟啉金属配合物是非常有发展前景的一类功能高分 子材料。壳聚糖是一种性能优良的天然高分子材料，且壳聚糖金属络合物大多对 氧化还原反应表现出较高的催化活性和选择性，是催化剂载体的一种理想选择。 将类卟啉金属配合物担载于高分子载体上制成非均相催化剂，不仅可以避免由于 酞菁、卟啉分子易形成二聚体而使其催化活性显著降低等问题，而且还可使处理 后的催化剂非常容易回收循环利用。因此，合成新型负载型类卟啉金属系列配合 物应用于光催化，催化氧化各种烯烃、芳香烃等具有重要意义。该论文在本课题 组有关高分子聚类卟啉金属配合物合成与性能研究的基础上，合成了一系列壳聚 糖担载类卟啉金属配合物，并研究了其光催化及催化氧化性能。论文分如下四部 分： 第一章，首先介绍了类卟啉金属化合物的结构和性质，然后对几种天然高分 子载体结构、性质及其担载类卟啉化合物在催化方面的应用进行了综述。 第二章，将酞菁担载于壳聚糖膜上制得壳聚糖-酞菁膜（CTS-M-CoPc ），并 利用红外光谱、紫外光谱、热重分析、扫描电镜、X 射线衍射、凝胶色谱-十八 角激光光散射等方法对 CTS-M-CoPc 及其原料进行了表征。在高压汞灯照射下， 将 CTS-M-CoPc 置于罗丹明 B 溶液中，研究 CTS-M-CoPc 对罗丹明 B 溶液的光 -5 mol/L ，催化剂用量 降解性能。结果表明，罗丹明B 水溶液的初始浓度为 1×10 为 0.5 g/L，pH=6 时，CTS-M-CoPc 对罗丹明 B 水溶液的光降解率最大。 第三章，制备了壳聚糖-酞菁微球（CTS-MS-CoPc ），并进行了结构表征。以 分子氧为氧化剂氧化异丙苯，考察了 CTS-MS-CoPc 的催化氧化性能。结果表明， 该高分子催化剂对异丙苯氧化表现出较高的催化活性，氧化产物主要为异丙苯过 氧化氢（CHP ）和2-苯基-2-丙醇（PP ），最佳反应温度宜控制在 100°C 左右，适 宜的催化剂/异丙苯用量比为 1mg/2mL。发现添加微量离子液体对CTS-MS-CoPc II 的催化活性有一定影响。CTS-MS-CoPc 对环己烯和其它芳香烃的催化性能也被 考察，研究发现该高分子催化剂也表现出了优越的催化氧化性能。 第四章，将卟啉担载于壳聚糖微球上，制得壳聚糖- 卟啉微球[CTS-MS- TPPS -M (M=Cu，Zn ，Co，Ni)]并进行了结构表征。以分子氧为氧化剂氧化异丙 4 苯，考察了 CTS-MS-TPPS -M 的催化氧化性能。发现 CTS-MS-TPPS Cu 的催化 4 4 氧化性能较强。 结果表明：利用壳聚糖膜，壳聚糖微球担载类卟啉金属配合物具有较高的催 化活性，是一类具有潜在应用价值的新型高分子催化剂。 关键词：高分子类卟啉金属配合物；金属酞菁；卟啉；壳聚糖；光催化；催化氧 化 III ABSTRACT The quasi-porphyrin complexes (such as Metallophthalocyanine and porphyrin) is a class of synthetic compounds, which consists of macrocyclic tetraazaporphyrin structure, and metallophthalocyanine (MPc) has excellent photosensitive capability. So many quasi-porphyrin comple