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氧化石墨烯固载四(对—硝基苯基)金属卟啉催化氧化乙苯的性能研究

发布时间:2020-09-28 18:57
   为了模拟细胞色素P450酶的催化活性功能,提高金属卟啉的重复催化效率,通过π-π叠加相互作用将金属卟啉固载在氧化石墨烯(GO)上,制备了三种仿生催化材料,氧化石墨烯固载四(对-硝基苯基)铁卟啉(Fe TNPP/GO)、氧化石墨烯固载四(对-硝基苯基)钴卟啉(Co TNPP/GO)和氧化石墨烯固载四(对-硝基苯基)锰卟啉(MnTNPP/GO),并在无其他辅助剂的条件下,考察了这三种材料催化乙苯氧化的性能,并提出可能的机理。本论文主要有以下内容:1.合成三种金属卟啉、氧化石墨烯及三种固载金属卟啉。2.用紫外可见光谱(UV)、傅里叶红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)、比表面测试(BET)、X射线光电子能谱(XPS)和热重分析(TG)对该催化材料进行表征分析确定其结构特征。3.通过单因素变量法分别确定三种固载金属卟啉的最佳反应条件。并在最佳反应条件下进行重复使用性能研究。实验表明:三种固载金属卟啉都能用于催化乙苯的氧化反应8次,并拥有比未固载金属卟啉更强的催化活性。三种固载金属卟啉催化性能的强弱顺序为Fe TNPP/GOCo TNPP/GOMn TNPP/GO。4.根据对照实验和查阅相关文献提出氧化石墨烯固载四(对-硝基苯基)金属卟啉催化氧气氧化乙苯的反应机理可能是自由基机理。
【学位单位】:广西大学
【学位级别】:硕士
【学位年份】:2018
【中图分类】:O621.251
【部分图文】:

细胞色素,主要结构


色素P-450酶和金属卟啉的介绍逡逑色素P450酶简介逡逑素P-450酶是一种单加氧酶,主要是由嵌入亚铁原卟啉的b型血红蛋素P-450酶广泛存在于动植物体内,目前在生命体中已经发现21000素P-450酶[2]。在动物体中细胞色素P-450酶广泛参与药物和异生素的的合成、脂溶性维生素的代谢以及多不饱和脂肪酸转化为生物活性主要对催化合成大量的次生代谢物起着重要作用[3]。当细胞色素P-45催化剂时也具有很强大的催化氧化作用,它能在温和的条件下活化分氧原子引入到不活泼的C-H键中——此即羟基化反应,除此之外它类型的反应,如羟基的氧化、N的氧化、C-C键的裂解以及N、0、S[2]。然而,细胞色素P-450酶在体外应用的过程中不稳定、活性低、的电子传递体系导致催化效率不高,因此限制了细胞色素P-450酶在成方面的实际运用[2,4,5]。逡逑

装置图,乙苯,催化氧化,装置图


2.3乙苯的催化l#化逡逑2.3.1乙苯催化氧化的装置图逡逑乙苯的催化氧化的反应在高压反应釜中进行,装置如图2-3所示。逡逑一厂逡逑⑦气压表逡逑r邋I逡逑n逦I水逡逑I邋Lr^ ̄逡逑取样A邋丫防逡逑M.H逦LJ邋爆逦转子流量计逦尾气逡逑冷凝水逦IT^逦安全瓶逦安全瓶逡逑高压反应釜逡逑图2-3乙苯的催化氧化装置图逡逑Fig.邋2-3邋The邋diagram邋of邋catalytic邋oxidation邋of邋ethylbenzene逡逑12逡逑

傅里叶红外光谱,峰位


逦700逡逑Wavelength邋(nm)逡逑图3-3邋MnTNPP以及Mn邋TNPP/GO在CH2C12中的紫外-可见光谱逡逑Fig.3-3邋UV-vis邋spectra邋:邋CH2CI2邋solution邋of邋Mn邋TNPP邋and邋CH2C12邋suspension邋of邋Mn邋TNPP/GO逡逑如图3-3所示,Mn邋TNPP的Soret峰位于478邋nm处,Q带峰位于528和583邋nm处,逡逑这与文献[76,78]报道相一致,说明Mn邋TNPP已经被合成出来。而Mn邋TNPP/GO的Soret逡逑峰和Q带峰也分别同样也在478邋nm和528、583邋nm处,这说明Mn邋TNPP己经通过逡逑叠加相互作用固载在GO上。逡逑3.2傅里叶红外光谱表征逡逑3.2.1邋Fe邋TNPP、Fe邋TNPP/GO和GO的红外光谱及其分析逡逑o.1344'逡逑\逦Fe邋TNPP/GO邋1邋/2"逦\逦/逡逑\j逦,581H4()2^36逡逑3429逡逑p哄五危ⅲ籶骸發#逦y逡逑\邋/邋-逡逑v/逡逑、y3434逡逑3500逦3000 ̄2500 ̄2000 ̄邋1500逦1000 ̄5邋00逡逑Wavenumbers/cm'1逡逑图3-4邋Fe邋TNPP,邋Fe邋TNPP/GO以及Go的傅里叶红外光谱逡逑Fig.3-4邋FTIR邋spectra邋of邋Fe邋TNPP、Fe邋TNP

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7 刘W

本文编号:2829138


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