偶氮基CoPc/SnO 2 复合材料的合成及光催化性质研究

发布时间：2024-02-13 17:38

　　二氧化锡这种半导体材料,禁带宽度为3.6电子伏,在紫外光照射下,才可具有光催化活性,这就使二氧化锡在生产生活中的应用受到了极大的限制。但是二氧化锡有特殊的氧化还原电位,在降解污染物方面有很好的应用前景。所以研究者们考虑如何拓宽二氧化锡的响应区域,加大它的应用范围。经研究发现酞菁类化合物是首选,由于酞菁类化合物高度共轭,具有18π电子体系,环上电子分布的非常均匀,稳定性很强,分子上的苯环很难发生变形。最主要的是,金属酞菁化合物在可见光区有很强的吸收。用酞菁类化合物敏化SnO2可改善其性能,有望得到更优质的光催化材料。本实验将萘酚、苯酚、8-羟基喹啉分别与硝基邻苯二腈发生亲核取代制备前体物质,再以二价钴为模板采用原位合成的方法在SnO2凝胶基质合成的同时,通过邻苯二腈的四聚反应将不同取代基的酞菁钴在SnO2表面原位合成,得到多种复合材料,再以不同配比来制备每种复合材料,并且利用UV-Vis、IR、XRD进行表征,并测定其在可见光下对罗丹明B的光催化降解能力。在紫外光谱中,合成的复合材料均出现酞菁特征吸收Q带的红移;红外光谱中均出现了M-O的振动吸收峰以及在XRD测试中SnO2晶粒变小,表明...

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【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 光催化技术
    1.3 二氧化锡简介
        1.3.1 二氧化锡的光催化性能
        1.3.2 二氧化锡的应用
    1.4 酞菁简介
        1.4.1 酞菁化合物的结构
        1.4.2 酞菁化合物的性质
        1.4.3 酞菁化合物的经典合成法
        1.4.4 酞菁化合物的应用
    1.5 纳米复合材料
        1.5.1 有关纳米复合材料介绍
        1.5.2 纳米材料的应用前景
    1.6 偶氮有机物的结构与其性能之间的关系
    1.7 原位合成方法
        1.7.1 原位合成方法简介
        1.7.2 原位合成方法制备复合材料简述
    1.8 本课题的研究目标和意义
2 实验部分
    2.1 仪器与试剂
        2.1.1 仪器
        2.1.2 试剂
    2.2 标化合物的合成
        2.2.1 4-氨基邻苯二腈的制备
        2.2.2 偶氮基邻苯二腈的制备
        2.2.3 二氧化锡纳米粉体的合成
        2.2.4 偶氮基CoPc/SnO₂的原位合成
    2.3 前体化合物、复合材料的表征及分析方法
        2.3.1 核磁共振氢谱
        2.3.2 紫外可见吸收光谱
        2.3.3 红外光谱
        2.3.4 X射线衍射
    2.4 光催化活性实验的研究
        2.4.1 降解目标的选择
        2.4.2 光催化活性的表征
        2.4.3 空白实验
        2.4.4 黑暗实验
        2.4.5 稳定性实验
3 结果讨论
    3.1 合成 4-羟芳基偶氮基邻苯二腈的实验结果
    3.2 偶氮基邻苯二腈的核磁共振光谱分析
        3.2.1 4-(2-羟基1萘偶氮基)邻苯二腈的¹HNMR谱
        3.2.2 4-(8-羟基5喹啉偶氮基)邻苯二腈的¹HNMR谱
        3.2.3 4-(4-羟基1萘偶氮基)邻苯二腈的 ¹HNMR谱
        3.2.4 4-(3-甲酰基4羟基苯偶氮基)邻苯二腈的¹HNMR谱
        3.2.5 4-(4-羟基苯偶氮基)邻苯二腈的¹HNMR谱
        3.2.6 4-(2,5-二羟基苯偶氮基)邻苯二腈的¹HNMR谱
        3.2.7 4-(2,4-二羟基苯偶氮基)邻苯二腈的¹HNMR谱
    3.3 紫外-可见光吸收光谱分析
        3.3.1 4-(2-羟基1萘偶氮基)CoPc/SnO₂的紫外-可见光吸收光谱分析
        3.3.2 4-(8-羟基5喹啉偶氮基)CoPc/SnO₂的紫外-可见光吸收光谱分析
        3.3.3 4-(4-羟基1萘偶氮基)CoPc/SnO₂的紫外-可见光吸收光谱分析
        3.3.4 4-(4-羟基苯偶氮基)CoPc/SnO₂的紫外-可见光吸收光谱分析
        3.3.5 4-(2,5-二羟基苯偶氮基)CoPc/SnO₂的紫外-可见光吸收光谱分析
        3.3.6 4-(2,4-二羟基苯偶氮基)CoPc/SnO₂的紫外-可见光吸收光谱分析
        3.3.7 4-(4-二甲氨基苯偶氮基)CoPc/SnO₂的紫外-可见光吸收光谱分析
    3.4 红外光谱分析
        3.4.1 4-(2-羟基1萘偶氮基)CoPc/SnO₂的红外光谱分析
        3.4.2 4-(8-羟基5喹啉偶氮基)CoPc/SnO₂的红外光谱分析
        3.4.3 4-(4-羟基1萘偶氮基)CoPc/SnO₂的红外光谱分析
        3.4.4 4-(4-羟基苯偶氮基)CoPc/SnO₂的红外光谱分析
        3.4.5 4-(2,5-二羟基苯偶氮基)CoPc/SnO₂的红外光谱分析
        3.4.6 4-(2,4-二羟基苯偶氮基)CoPc/SnO₂的红外光谱分析
        3.4.7 4-(4-二甲氨基苯偶氮基) CoPc/SnO₂的红外光谱分析
    3.5 XRD分析
        3.5.1 4-(2-羟基1萘偶氮基)CoPc/SnO₂的XRD分析
        3.5.2 4-(8-羟基5喹啉偶氮基)CoPc/SnO₂的XRD分析
        3.5.3 4-(4-羟基1萘偶氮基)CoPc/SnO₂的XRD分析
        3.5.4 4-(4-羟基苯偶氮基)CoPc/SnO₂的XRD分析
        3.5.5 4-(2,5-二羟基苯偶氮基)CoPc/SnO₂的XRD分析
        3.5.6 4-(2,4-二羟基苯偶氮基)CoPc/SnO₂的XRD分析
        3.5.7 4-(4-二甲基苯胺偶氮基)CoPc/SnO₂的XRD分析
    3.6 偶氮基CoPc/SnO₂(4％)的可见光光催化效率
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3896998