金属酞菁负载化及可见光敏化降解氯苯酚.pdf

摘 要 摘 要 环境污染是影响21世纪人类生存和国民经济发展的重大问题。基于太阳光 和分子氧在常温常压下产生各种活性氧自由基的高级氧化技术，有望实现有毒 有机污染物的降解或彻底矿化，因而越来越受到人们的关注。其中，金属酞菁 光敏化体系能够直接利用可见光，敏化分子氧产生单线态氧，快速消除水体中 的氯苯酚等生物难降解有机污染物，具有较好的发展前景。 本论文围绕金属酞菁负载化这一主题，系统地研究了有机膨润土和水滑石 的结构、负载方式和负载量等对吸附和可见光光敏降解水中氯苯酚的影响及其 反应机理。在大幅度提高光敏效率的同时，解决了有机粘土吸附剂的再生问题。 首次尝试金属酞菁．杂多酸复合体系，提高了酞菁激发态的利用率。论文取得了 一些具有重要学术价值和应用前景的研究成果。 (1)经阳离子表面活性剂改性的膨润土能有效吸附水中的有机污染物，进 一步往粘土层问插入疏水性的酞菁铝(A1Pc)，通过光敏化产生单线态氧，成功 实现了有机膨润土的循环使用。在可见光照下，此复合粘土能高效富集和快速 消除水中的硝基、氯代苯酚等生物难降解有机污染物。反应的起始速率随有机 载量能使粘土层间距由1．82增加到2．15hill，却显著降低了有机物的吸附，它的 最佳负载量为0．25wt％。结果表明粘土层间的疏水相一方面能够有效富集有机 污染物，另一方面为光敏化反应提供了适宜的环境。但是，由于中间产物的生 成和吸附，四次循环后，复合粘土的吸附性能及光敏活性均略有下降。 (2)将水溶性磺化酞菁钯(PdPcS)成功地插入到有机膨润土层间，可见 光照下用于水中2，4，6一三氯苯酚的消除。此复合粘土能有效吸附并快速敏化氧化 水中的TCP，实现了完全的脱氯。反应起始速率随TCP起始吸附量的增加而加 数随表面活性剂链长的增加而增大，并和复合粘土对TCP吸附量的变化顺序一 致，进一步揭示了吸附对光敏化过程的促进作用。此外，PdPcS的负载显著降低 I 摘 要 了TCP在有机粘土上的吸附，并在1．0wt％时显示出最佳的光敏活性。负载后的 PdPcS和表面活性剂共存于粘土层间，极大地抑制了它的聚集。此复合粘土七次 循环后，吸附性能和光敏活性基本稳定。 水滑石。采用共沉淀法将PdPcS插入到粘土层间或通过离子交换法将PdPcS吸 附在粘土层外表面。可见光照下，这些复合粘土均能快速敏化氧化水中的2，4，6． 三氯苯酚，但随PdPcS负载位置及聚集方式的不同，它们的效率呈现出显著的 差异。只有当PdPcS和SDS二者均垂直地分布在粘土层间时，复合粘土的光敏 活性才最高，并且随TCP吸附量和PdPcS负载量的增加而增强。该复合光敏剂 能被多次循环使用并基本稳定。 (4)首次将阳离子酞菁铝和杂多酸阴离子相结合，在可见光光敏产生单线 态氧的同时，实现了酞菁激发态和杂多酸之间的电子转移过程，提高了氯苯酚 的光降解效率。通过加入H202，促进了氧化性的酞菁阳离子自由基的生成，加 快了水体中酚类有机污染物的氧化消除。 关键词：酞菁，膨润土，水滑石，杂多酸，可见光，光敏化，单线态氧，氯苯 酚 II Abstract Abstract EnvironmentalcontaminationiSacrucialissuethatwill affectboththeexistence ofhuman andthe ofnational in21th being development economy century．The advancedoxidation could variousreactive technology(AOT)，whichproduce oxygen activationmolecular