β-(N,N-二甲胺基乙氧基)酞菁锌在硅胶表面的固载及其光催化活性

摘要

通过4-硝基邻苯二腈分别与对羟基苯甲酸和N,N-二甲基乙醇胺反应制备了4-(4-羧基苯氧基)邻苯二腈(CPPN)和4-(N,N-二甲胺基乙氧基)邻苯二腈(ePN),然后利用开环反应将CPPN键合到聚甲基丙烯酸缩水甘油酯改性的硅胶(PGMA/SiO2)表面,得到键合有邻苯二腈的硅胶CPPN-PGMA/SiO2.在"分子碎片"ePN和催化剂1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯(DBU)作用下,通过"同步合成与固载"的方法在PGMA/SiO2表面固载金属酞菁(β-(N,N-二甲胺基乙氧基)酞菁锌,ePcZn)或无金属酞菁(ePc),从而制备了固载化的酞菁ePcZn-PGMA/SiO2或ePc-PGMA/SiO2.通过FT-IR、紫外-可见光谱、TG等对其结构和酞菁键合量进行表征和测定.考察了DBU的用量对"同步合成与固载"酞菁过程的影响.以亚甲基蓝(MB)为目标降解物,研究所制得的固载化酞菁催化剂ePc-PGMA/SiO2或ePcZn-PGMA/SiO2的可见光催化活性.结果表明,借助"同步合成与固载"的方法能够成功在PGMA/SiO2表面固载ePc或ePcZn,得到固载化酞菁光催化剂ePc-PGMA/SiO2或ePcZn-PGMA/SiO2,它们均具有较好的可见光催化活性.在可见光照射下,ePcZn-PGMA/SiO2和ePc-PGMA/SiO2在较低的质量浓度下凭借吸附-光催化耦合协同作用均能有效降解MB,且随催化剂用量的增大,MB的降解率增大,0.03 g的ePcZn-PGMA/SiO2能使MB的降解率高达92％.催化剂重复使用5次后仍具有较好的光催化稳定性.