四氨基酞菁铜/壳聚糖复合膜的原位构筑及其紫外可见光吸收性能分析

发布时间：2021-06-22 23:19

　　以壳聚糖（CS）为聚合物基质的铸膜液中,原位制备四氨基酞菁铜（CuTAPc）,借助戊二醛的交联作用合成四氨基酞菁铜/壳聚糖复合膜。采用傅里叶变换红外光谱（FTIR）对酞菁铜的结构进行表征,并使用紫外可见光谱（UV-Vis）、扫描电镜（SEM）等分析测试手段对制得的四氨基酞菁铜/壳聚糖复合膜的形貌和光电性能进行表征。研究结果表明,该复合膜在300～900nm范围内有吸收,覆盖可见光区（400～760nm）。交联结构的引入,使得四氨基酞菁铜和壳聚糖形成化学交联的整体,膜结构变得更加致密,改善了复合膜含水率高、溶胀度高及四氨基酞菁铜易流失等问题。当四氨基酞菁铜质量分数为15%时,含水率和溶胀度分别为240%和37.62%,仅占未交联复合膜的10%左右,同时研究中未发现该复合膜中存在四氨基酞菁铜流失的现象。 

【文章来源】：材料科学与工程学报. 2020,38(06)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

四氨基酞菁铜/壳聚糖复合膜制备过程

如图2所示，四硝基酞菁铜的红外光谱中3093cm-1处的吸收峰是由芳氢的伸缩振动产生的，1724cm-1处出现的吸收峰是NO2反对称伸展振动[11]。1403、1141和937cm-1处吸收峰归因于酞菁环骨架的振动吸收[12]，酞菁环中的C=N伸缩振动在1334cm-1处出峰。由于四硝基酞菁铜中两个芳香环的吸收振动分别在728,1527和1612cm-1出现了吸收峰。759cm-1处吸收峰归因于酞菁环上的C-H面外弯曲振动[13]。苯环1,2,4三取代产生852和806cm-1吸收峰。与四硝基酞菁铜相比，四氨基酞菁铜的红外光谱中吸收峰的位置基本一致。从图可见，3378cm-1处的吸收峰是氨基的伸缩振动，在746、1467和1604cm-1处的特征峰是酞菁环中两个芳香环振动吸收引起的；1504cm-1处吸收峰由芳环骨架振动产生。由上述酞菁特征吸收峰、苯环1,2,4取代吸收、1527cm-1硝基吸收峰，证明了2,9,16,23-四硝基酞菁铜合成。结合3378cm-1处氨基特征峰，证明合成了2,9,16,23-四氨基酞菁铜。

样品膜的紫外吸收光谱见图3。四氨基酞菁铜在300～800 nm之间有两个强的吸收区域，一个在341nm处的B带（300～400nm)[14]，另一个在723nm处的Q带（600～800nm)[15]。由于Q带是酞菁化合物的典型吸收带，可进一步证明合成了酞菁。壳聚糖自身不具备生色团，且剩余少量的乙酰氨基中C=O不影响样品的吸收光谱。从图可见，本研究制备的四氨基酞菁铜/壳聚糖复合膜在300～900nm范围内均有较好吸收。另外，从图3还可见，相同CuTAPc质量分数下，添加交联剂的膜的吸光度均高于未交联膜，这可能是因为交联结构导致膜结构比较紧凑，进而导致在样品膜中局部区域内四氨基酞菁铜的浓度高于未交联的样品，所以吸光度的数值也相应高于未交联的样品。3.3 四氨基酞菁铜/壳聚糖复合膜的外观形貌观察及能谱分析

【参考文献】：
期刊论文
[1]石墨烯-酞菁复合材料制备及应用研究进展[J]. 牛素冉,王永杰,朱丽君,周玉路,项玉芝,夏道宏.  化工进展. 2017(11)
[2]有机金属酞菁类化合物及其非线性光限幅特性[J]. 陈军,王双青,杨国强.  物理化学学报. 2015(04)
[3]吡啶掺杂碳载钴酞菁催化氧还原的电化学性能及在燃料电池中的应用[J]. 戴先逢,郑明富,徐攀,石晶晶,马承禺,乔锦丽.  物理化学学报. 2013(08)
[4]壳聚糖与丙交酯接枝共聚物的制备与表征[J]. 施云峰,谢德明,周长忍.  材料科学与工程学报. 2008(01)
[5]壳聚糖的改性及作为生物材料的应用研究[J]. 李东旭,耿燕丽.  材料科学与工程学报. 2006(02)



本文编号：3243726