负载型金属酞菁的合成、表征及催化性质研究

来源 :齐齐哈尔大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:duanluchao
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本文主要以3-硝基邻苯二甲腈为原料,在碳酸钾的催化作用下合成了一种金属酞菁配合物的前驱体:3-环己氧基邻苯二甲腈,并通过核磁共振氢谱(1H NMR)和红外光谱(IR)对其进行了表征。以3-环己氧基邻苯二甲腈和金属盐(氯化铜、氯化钴、氯化镍、氯化锌)为原料,通过DBU液相催化法合成了四种金属酞菁配合物:α-四-环己氧基酞菁铜(Ⅱ)、α-四-环己氧基酞菁钴(Ⅱ)、α-四-环己氧基酞菁镍(Ⅱ)和α-四-环己氧基酞菁锌(Ⅱ),并采用紫外-可见吸收光谱(UV-vis)、红外光谱(IR)、元素分析对四种金属酞菁配合物进行表征。通过TG验证其热稳定性。采用浸渍法将四种金属酞菁分别负载到介孔分子筛SBA-15上,并采用红外光谱氮气吸附进行表征。以SBA-15负载的金属酞菁为催化剂,进行对巯基乙醇溶液催化氧化性质的研究:在室温(20±1℃)时,在pH=12的环境下,研究了负载金属酞菁催化剂对0.1mol·L-1的巯基乙醇溶液催化氧化速率的影响和催化剂回收再利用的性能,实验结果表明,同种催化剂,用量不同时,催化剂的用量为10mg时,对巯基乙醇催化氧化时的耗氧量都达到最大:PcCu/SBA-15为21.1ml,PcCo/SBA-15为20.3ml,PcNi/SBA-15为19.8ml,PcZn/SBA-15为19.8ml;不同种催化剂,用量相同时,PcCu/SBA-15对巯基乙醇化氧化时的耗氧量最大:6mg时18.8ml,8mg时22.9ml,10mg24.9ml;将催化剂多次回收后,再用来催化氧化巯基乙醇溶液,结果表明,仍具有催化效果,但随着回收次数的增多,催化能力逐渐减弱。同时还研究了pH、浓度、温度对巯基乙醇溶催化氧化速率的影响,不同种SBA-15金属酞菁配合物,当溶液的pH﹤12时,催化氧化速随着pH的升高逐渐增大,当pH=12时,催化速率达到最大:V0(PcCu/SBA-15)0.975×10-3mol.L-1.min-1,V0(PcCo/SBA-15)0.875×10-3mol.L-1.min-1,V0(PcNi/SBA-15)0.825×10-3mol.L-1.min-1,V0(PcZn/SBA-15)0.775×10-3mol.L-1.min-1,当pH﹥12时催化氧化速率随着pH的升高逐渐下降;当浓度和温度都升高时,耗氧速率也随着逐渐升高。
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