王越:聚离子液体/钴酞菁复合物的制备及其光催化性能研究论文

王越:聚离子液体/钴酞菁复合物的制备及其光催化性能研究论文

本文主要研究内容

作者王越(2019)在《聚离子液体/钴酞菁复合物的制备及其光催化性能研究》一文中研究指出:当今社会,水资源短缺与水环境污染问题受到了人们日益广泛的关注,尤其是印染产业排出的工业废水已然成为水中的主要污染源之一。由于染料污染物成分复杂、性质稳定、难分解、毒性大,故染料废水成为较难处理的一类工业废水,仅仅通过简单的物理、化学方法无法将其彻底降解。因此,开发出一种有效的处理染料污染源的方法具有很大的发展前景与实际意义。光催化氧化法大多是以能够产生极高氧化电位(2.8 eV)的羟基自由基(·OH)的金属氧化物、金属离子或者金属配合物作为光催化剂来催化降解有机污染物。金属酞菁具有优异的半导体性质和光电性质,被广泛用于光催化氧化反应,此类化合物最大的优点便是低温条件下即可催化反应进行,且催化速率快、效果好。然而,金属酞菁因分子间的强烈的π-π作用容易聚集形成二聚体或多聚体而难溶于水及各种有机溶剂,这在很大程度上限制了金属酞菁在光催化领域的发展。为解决金属酞菁的聚集问题,文献中大多将金属酞菁或其衍生物负载在不同的载体上(如TiO2、石墨烯等),然而其催化剂制备步骤复杂、原料成本高昂,不利于实际应用。本论文通过一种简单的共沉淀方法,利用聚离子液体的正电荷和四羧基钴酞菁的负电荷之间的电荷作用,在碱性溶剂中制备了聚离子液体/四羧基钴酞菁介孔复合材料。以染料罗丹明B(RhB)为目标污染物,对该类复合材料进行催化活性评价,具体研究内容如下:本文以自由基聚合法和离子交换法合成了聚离子液体1-乙烯基-3-乙基咪唑双三氟甲基磺酸基亚胺盐(Poly(ViEtIm+Tf2N-),以苯酐-尿素法合成了四羧基钴酞菁(CoPc(COOH)4)。通过FT-IR、UV-Vis、1H-NMR及元素分析等手段对其结构进行表征;以Poly(ViEtIm+Tf2N-)和CoPc(COOH)4为原料,通过简单的共沉淀法,在碱性条件下制备了一系列不同摩尔比例的聚离子液体/四羧基钴酞菁复合物PIL/CoPc(x),其中x代表聚离子液体单元与四羧基钴酞菁的摩尔比。通过FT-IR、UV-Vis、EDS、XRD、SEM、TEM、BET、接触角测试等手段对复合物PIL/CoPc(x)进行表征。结果表明,Poly(ViEtIm+Tf2N-)和CoPc(COOH)4已被成功复合且CoPc(COOH)4得到了均匀分散。此外,阴阳离子比例、溶剂等因素对复合物的形貌、孔结构、亲疏水性具有一定的影响。PIL/CoPc(8)具有一定的比表面积,且孔径均匀,有利于催化剂与底物的有效接触,故将其作为后续的光催化降解体系的催化剂。以10 mg/L RhB溶液作为目标污染物对催化剂PIL/CoPc(8)进行光催化活性评价。本文首先考察了催化剂PIL/CoPc(8)与RhB在暗态条件下的吸附-脱附平衡,可知达到吸附-脱附平衡的时间为15 min。其次,分别考察了催化剂的浓度、H2O2浓度、溶液的pH对降解效果的影响。结果表明,在催化剂PIL/CoPc(8)的浓度为100 mg/L、H2O2浓度为1.85 mmol/L、溶液的pH=7的条件下,PIL/CoPc(8)对RhB的降解效果最佳。复合材料PIL/CoPc(8)对RhB的降解率明显高于CoPc(COOH)4,说明CoPc(COOH)4与Poly(ViEtIm+Tf2N-)复合之后,催化性能明显提升。另外,催化剂回收方法简单,回收率高,催化剂重复使用性好,可重复利用4次。利用PIL/CoPc(8)对10 mg/L的亚甲基蓝(MB)和甲基橙(Hln)进行光催化降解,结果表明催化剂PIL/CoPc(8)对染料的降解具有普适性。

Abstract

dang jin she hui ,shui zi yuan duan que yu shui huan jing wu ran wen ti shou dao le ren men ri yi an fan de guan zhu ,you ji shi yin ran chan ye pai chu de gong ye fei shui yi ran cheng wei shui zhong de zhu yao wu ran yuan zhi yi 。you yu ran liao wu ran wu cheng fen fu za 、xing zhi wen ding 、nan fen jie 、du xing da ,gu ran liao fei shui cheng wei jiao nan chu li de yi lei gong ye fei shui ,jin jin tong guo jian chan de wu li 、hua xue fang fa mo fa jiang ji che de jiang jie 。yin ci ,kai fa chu yi chong you xiao de chu li ran liao wu ran yuan de fang fa ju you hen da de fa zhan qian jing yu shi ji yi yi 。guang cui hua yang hua fa da duo shi yi neng gou chan sheng ji gao yang hua dian wei (2.8 eV)de qiang ji zi you ji (·OH)de jin shu yang hua wu 、jin shu li zi huo zhe jin shu pei ge wu zuo wei guang cui hua ji lai cui hua jiang jie you ji wu ran wu 。jin shu tai jing ju you you yi de ban dao ti xing zhi he guang dian xing zhi ,bei an fan yong yu guang cui hua yang hua fan ying ,ci lei hua ge wu zui da de you dian bian shi di wen tiao jian xia ji ke cui hua fan ying jin hang ,ju cui hua su lv kuai 、xiao guo hao 。ran er ,jin shu tai jing yin fen zi jian de jiang lie de π-πzuo yong rong yi ju ji xing cheng er ju ti huo duo ju ti er nan rong yu shui ji ge chong you ji rong ji ,zhe zai hen da cheng du shang xian zhi le jin shu tai jing zai guang cui hua ling yu de fa zhan 。wei jie jue jin shu tai jing de ju ji wen ti ,wen suo zhong da duo jiang jin shu tai jing huo ji yan sheng wu fu zai zai bu tong de zai ti shang (ru TiO2、dan mo xi deng ),ran er ji cui hua ji zhi bei bu zhou fu za 、yuan liao cheng ben gao ang ,bu li yu shi ji ying yong 。ben lun wen tong guo yi chong jian chan de gong chen dian fang fa ,li yong ju li zi ye ti de zheng dian he he si suo ji gu tai jing de fu dian he zhi jian de dian he zuo yong ,zai jian xing rong ji zhong zhi bei le ju li zi ye ti /si suo ji gu tai jing jie kong fu ge cai liao 。yi ran liao luo dan ming B(RhB)wei mu biao wu ran wu ,dui gai lei fu ge cai liao jin hang cui hua huo xing ping jia ,ju ti yan jiu nei rong ru xia :ben wen yi zi you ji ju ge fa he li zi jiao huan fa ge cheng le ju li zi ye ti 1-yi xi ji -3-yi ji mi zuo shuang san fu jia ji huang suan ji ya an yan (Poly(ViEtIm+Tf2N-),yi ben gan -niao su fa ge cheng le si suo ji gu tai jing (CoPc(COOH)4)。tong guo FT-IR、UV-Vis、1H-NMRji yuan su fen xi deng shou duan dui ji jie gou jin hang biao zheng ;yi Poly(ViEtIm+Tf2N-)he CoPc(COOH)4wei yuan liao ,tong guo jian chan de gong chen dian fa ,zai jian xing tiao jian xia zhi bei le yi ji lie bu tong ma er bi li de ju li zi ye ti /si suo ji gu tai jing fu ge wu PIL/CoPc(x),ji zhong xdai biao ju li zi ye ti chan yuan yu si suo ji gu tai jing de ma er bi 。tong guo FT-IR、UV-Vis、EDS、XRD、SEM、TEM、BET、jie chu jiao ce shi deng shou duan dui fu ge wu PIL/CoPc(x)jin hang biao zheng 。jie guo biao ming ,Poly(ViEtIm+Tf2N-)he CoPc(COOH)4yi bei cheng gong fu ge ju CoPc(COOH)4de dao le jun yun fen san 。ci wai ,yin yang li zi bi li 、rong ji deng yin su dui fu ge wu de xing mao 、kong jie gou 、qin shu shui xing ju you yi ding de ying xiang 。PIL/CoPc(8)ju you yi ding de bi biao mian ji ,ju kong jing jun yun ,you li yu cui hua ji yu de wu de you xiao jie chu ,gu jiang ji zuo wei hou xu de guang cui hua jiang jie ti ji de cui hua ji 。yi 10 mg/L RhBrong ye zuo wei mu biao wu ran wu dui cui hua ji PIL/CoPc(8)jin hang guang cui hua huo xing ping jia 。ben wen shou xian kao cha le cui hua ji PIL/CoPc(8)yu RhBzai an tai tiao jian xia de xi fu -tuo fu ping heng ,ke zhi da dao xi fu -tuo fu ping heng de shi jian wei 15 min。ji ci ,fen bie kao cha le cui hua ji de nong du 、H2O2nong du 、rong ye de pHdui jiang jie xiao guo de ying xiang 。jie guo biao ming ,zai cui hua ji PIL/CoPc(8)de nong du wei 100 mg/L、H2O2nong du wei 1.85 mmol/L、rong ye de pH=7de tiao jian xia ,PIL/CoPc(8)dui RhBde jiang jie xiao guo zui jia 。fu ge cai liao PIL/CoPc(8)dui RhBde jiang jie lv ming xian gao yu CoPc(COOH)4,shui ming CoPc(COOH)4yu Poly(ViEtIm+Tf2N-)fu ge zhi hou ,cui hua xing neng ming xian di sheng 。ling wai ,cui hua ji hui shou fang fa jian chan ,hui shou lv gao ,cui hua ji chong fu shi yong xing hao ,ke chong fu li yong 4ci 。li yong PIL/CoPc(8)dui 10 mg/Lde ya jia ji lan (MB)he jia ji cheng (Hln)jin hang guang cui hua jiang jie ,jie guo biao ming cui hua ji PIL/CoPc(8)dui ran liao de jiang jie ju you pu kuo xing 。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自辽宁大学的王越,发表于刊物辽宁大学2019-09-05论文,是一篇关于聚离子液体论文,四羧基钴酞菁论文,光催化降解论文,罗丹明论文,辽宁大学2019-09-05论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自辽宁大学2019-09-05论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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