金(I)/膦-硫混合配体配合物的合成与催化光降解芳基污染物性能研究

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近年来,含金材料以其在光催化有机反应、光催化水裂解制氢气以及光催化环境污染物的转化等方面的广泛应用而备受关注。在光催化环境污染物的转化方面,目前主要使用金纳米材料为催化剂,而使用金配合物的报道极少。本论文选择 P-S混合配体 N,N-二(二苯基膦甲基)-氨基-硫脲(dppatc)与金盐反应得到了两个结构不同的配合物,研究了这两个配合物催化光降解水体中硝基类及偶氮类污染物的性质。主要内容如下:  1)对含金材料在光催化有机反应、光催化水裂解制氢气以及光催化污染物的转化等方面的应用进行了综述。金配合物可以光催化有机偶联反应,而金纳米粒子以及金纳米复合材料可以被广泛应用到光催化有机氧化反应,光催化水裂解制氢气以及光催化环境污染物的转化等各个方面。说明含金材料对光有较好的吸收并且可以被用作光催化剂。  2)以dppatc与HAuCl4·4H2O通过溶剂热反应在80℃和115℃下分别得到配合物[Au2(dppatc)2]Cl2(1)和[Au2(dppmt)2]n(2),dppmtH=(diphenylphosphino)methanethiol)。通过元素分析、红外、固体紫外、核磁、热重、PXRD和X-射线单晶衍射对产物1和2进行了表征。1含有一个[Au2(dppatc)2]2+双核阳离子结构;而2具有由Au…Au作用相连而成的一维链状结构。2结构中的配体dppmt为dppatc原位转化生成。  3)以配合物1和2作为催化剂,研究了它们催化光降解水溶液中硝基苯、对硝基苯酚和2,4-二硝基苯酚等硝基类污染物的性能。降解反应符合零级反应动力学。三种硝基类化合物以92-96%的产率转变为CO2和H2O。配合物1比配合物2表现出更好的光催化效果。它们在光降解反应中都很稳定,经过5轮循环后,催化效率没有明显的降低。催化光降解反应的机理是羟基自由基机理。  4)以配合物1和2作为催化剂,研究了它们催化光降解水溶液中对氨基偶氮苯等10种偶氮染料类污染物的性能。这些偶氮染料可在40-180 min之内被完全氧化为CO2和H2O。催化光降解反应同样遵循零级反应动力学方程。反应得到的CO2的产率为88~98%。大部分氮原子和硫原子转变为NH4+、NO3-以及SO42-,证明了偶氮类染料已经被氧化为无害的无机离子。
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