线形及共轭微孔卟啉聚合物光敏剂的合成及光催化性能研究

发布时间：2020-06-26 03:56

【摘要】：卟啉类化合物具有独特的光敏性,在适当的光照和氧气存在下,可以使分子氧从三线态激发成单线态,从而使有机物发生光催化氧化直至降解。卟啉类化合物作为光催化降解有机染料的催化剂,具有广泛的应用前景。本文设计并合成了三种类型的卟啉类异相光催化剂,希望找到一种催化性能良好,结构可控,又同时兼具稳定性和可循环使用的有机催化剂材料。本论文合成的三种类型的异相催化剂,分别是线形卟啉聚合物、共轭微孔卟啉高分子聚合物以及共轭微孔卟啉金属聚合物。这三种类型的催化剂,均是通过醛氨缩合形成席夫碱(-C=N-)得到的。每种催化剂通过红外光谱、紫外-可见吸收光谱以及核磁共振进行了结构的表征,通过X射线衍射和扫描电镜分析了结晶性能和形貌。此外,以RhB作为被降解的有机染料,研究了这三类异相催化剂的光催化降解有机污染物的性能及循环使用性能。结果表明,这三种类型催化剂都具有良好的催化降解能力,且都具有稳定性,二次循环实验结果表明,这三类催化剂都能够很好地被回收再利用,催化性能保持良好。其中,在相同的实验条件下,共轭微孔卟啉金属聚合物展示出了更为优秀的催化降解能力。
【学位授予单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O643.36;O644.1
【图文】：

结构式,金属,卟啉,卟吩环

.2.1 卟啉的结构卟啉是具有 18π 电子的芳香大环化合物，在平面构型上是由四个吡咯个碳原子连接而成。在自然可以发现很多卟啉化合物，例如，叶绿素以。叶绿素在光合作用中起重要作用，既能作为光照采集系统，也能作为反应系统。血红素是血液中生物催化剂和氧运输系统的重要组成成份。，卟啉与我们的生活息息相关[11-13]。从结构上看，卟啉就是由位于中心的卟吩环与各种类型的取代基直接生的一类化合物[14,15]，卟吩环在各种表征中的特征峰也是判断卟啉类化要标准之一，卟吩环的结构如图 1.1(a)所示。其中卟吩环内的 NH 键的金属离子取代，所形成的取代物称为金属卟啉，如图 1.1(b)。根据 IUP，对卟啉进行编号，从左上角开始，按顺时针，对吡咯环进行划分，编、C、D；然后再对应四个吡咯环，按照顺时针对卟吩环上的碳原子以及行编号，其中 2、3、7、8、12、13、17、18 这八个位置称为卟啉的 β、10、15、20 这四个位置称为卟啉的中位（meso-）[16,17]。

路线图,法制,路线,产率

以(C2H5O) BF3作为反应的催化剂，常温下通过吡咯与苯甲醛反产物原卟啉(porphyrinogen)，然后再以 DDQ 或 TCQ 作为氧化剂，化，制得 TPP，其产率可以达到 30%至 40%[24-27]。其反应过程如图前的制备方法对比，该方法在产率上得到了很大的提高，另外其反，加上所选溶剂为二氯甲烷，因此不会像 Adler 法那样出现大量焦油地回避掉了 Adler 法的弊端，对于后续提纯和产率均有保障。然而的更繁杂一点，且对反应溶液浓度要求高，必须在较低浓度的溶液保证产率，因此不适合用来大量制备，限制了其推广使用。

【参考文献】