论文部分内容阅读
众所周知,中国水污染十分严重,其中含有大量的重金属和有机污染物,这些污染物严重危害人们的身体健康和影响人们生活生产。邻菲罗啉因其特殊的双齿结构,能够螯合金属离子形成稳定的配合物,同时具有较强的刚性平面结构和共轭结构,是一类优良的电子传输材料。其结构容易修饰,衍生物易于制备,因此被广泛应用于吸附材料和光电材料等领域。本文的主要工作为合成邻菲罗啉的衍生物,并将邻菲罗啉及其衍生物与其他物质复合在一起,制备了三类复合材料。利用XRD,SEM,FTIR等方式对三类材料进行了表征,并考察复合材料的吸附或者光催化性能,具体如下:1.以两种功能单体合成了一种新颖的复合材料,这种材料展现出了对亚铁和铜离子的高吸附性能,并可定性和定量检测一定浓度范围内的上述两种金属离子。利用SEM,FTIR和XPS对材料的物化特征进行表征。以一系列的吸附实验来考察多种影响因素,如:pH,竞争离子,接触时间和初始浓度等。结果表明吸附过程符合Langmuir模型,动力学符合伪二级模型。也对吸附机理进行了探讨。当前的工作提供了一种简单的方法来制备新颖的显色定量吸附材料。2.利用水热法合成了邻菲罗啉(phen)以及邻菲罗啉亚铁的配合物修饰的TiO2复合材料,FTIR结果表明邻菲罗啉成功修饰到TiO2上。SEM结果显示TiO2,phen-TiO2和Fe2+-phen-TiO2是球形结构,邻菲罗啉及其Fe2+的配合物的修饰使得TiO2由锐钛矿变成混合晶相。漫反射和可见光降解MO的实验表明,邻菲罗啉的负载有利于TiO2的可见光响应,在邻菲罗啉与钛酸四丁酯摩尔比为0.17这一比例下,不螯和亚铁时的催化效果是83%,螯和亚铁时的催化降解效果为94%。3.5-氨基-1,10-邻菲罗啉(phen(NH2))是一种典型的邻菲罗啉的衍生物,FTIR结果表明邻菲罗啉成功修饰到TiO2上。SEM结果显示TiO2,phen(NH2)-TiO2和Fe2+-phen(NH2)-TiO2是球形结构,氨基邻菲罗啉及其Fe2+的配合物的修饰使得TiO2由锐钛矿变成混合晶相。漫反射和可见光降解MO的实验表明,氨基邻菲罗啉的负载有利于TiO2的可见光响应,在氨基邻菲罗啉与TiO2摩尔比为0.05这一比例下,不螯合亚铁时候光照120min,催化效果是91%,而螯合亚铁离子得到的材料只需光照80min,催化降解效果就可达到90%。对比phen(NH2)-TiO2和phen-TiO2的光催化效果,可以看到在相同的光照时间下(120min)phen(NH2)-TiO2比phen-TiO2的光催化效果高约8个百分点,说明氨基的存在有利于提高复合材料整体的光催化性能,这可能是由于共轭体系得到有效增长所致。