碳纖維材料負(fù)載鈷酞菁催化劑的制備及其模擬酶催化性能研究.pdf

1、金屬酞菁是一種結(jié)構(gòu)類似金屬卟啉、具有大Π共軛結(jié)構(gòu)的化合物。它有很好的化學(xué)穩(wěn)定性且可合成多種酞菁衍生物,作為催化劑應(yīng)用有很大的應(yīng)用前景。它在催化氧化反應(yīng)中,主要通過模擬氧化酶、過氧化物酶、過氧化氫酶的催化反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行的。金屬酞菁負(fù)載到載體上,可以實現(xiàn)金屬酞菁異相催化的優(yōu)點,碳纖維材料是一類傳導(dǎo)電子較強(qiáng)的纖維材料,本文將活性較高,穩(wěn)定性較好的鈷酞菁負(fù)載到碳纖維材料上,制得了新型的催化劑,研究了它模擬氧化酶、過氧化物酶、過氧化氫酶的催化性能。

2、
　　 本文首先合成了四氨基鈷酞菁,將碳纖維材料進(jìn)行預(yù)處理后進(jìn)行改性,然后將氨基鈷酞菁以共價鍵形式負(fù)載到碳纖維材料上(碳纖維(CF)和碳納米纖維(CNF)兩種),制得新型鈷酞菁/碳纖維(CoTAPc-CF)和鈷酞菁/碳納米纖維(CoTAPc-CNF)兩種催化劑,并用ATR、UV/Vis、XPS等儀器方法對其進(jìn)行了表征?？疾炝舜呋瘎〤oTAPc-CF和CoTAPc-CNF模擬氧化酶、過氧化物酶、過氧化氫酶的催化氧化性能,并對兩種催

3、化劑催化性能進(jìn)行了對比分析。
　　 在模擬氧化酶的催化反應(yīng)中,選用β-巰基乙醇為氧化底物,采用高效液相色譜儀對底物和產(chǎn)物進(jìn)行分離、檢測其各自濃度變化?？疾炝藀H、底物濃度、溫度對催化劑催化氧化β-巰基乙醇的性能影響。通過產(chǎn)物的濃度變化計算初始生成速率,作出pH～Vo,1/S～1/V0,1/T～lnV0三條曲線,得出了催化劑CoTAP-CNF的催化活性高于CoTAPc-CF,驗證了催化劑催化反應(yīng)動力學(xué)曲線符合酶催化反應(yīng)動力學(xué)方程,

4、并計算了兩種催化劑的活化能,還得出了催化劑CoTAPc-CF的重復(fù)使用性良好。
　　 在模擬過氧化物酶的催化反應(yīng)中,選用共軛結(jié)構(gòu)的Rhodamine6G作為催化氧化降解的染料,采用紫外可見分光光度計檢測了染料的濃度特征值?？疾炝瞬煌瑮l件下催化劑CoTAPc-CF和CoTAPc-CNF吸附、催化氧化降解染料的性能以及不同pH、溫度對催化劑CoTAPc-CF和CoTAPc-CNF吸附、催化氧化降解染料性能的影響,得出了催化劑CoTA

5、Pc-CNF的吸附、催化氧化降解性能較好。隨著溫度的升高,pH的增大,催化劑的催化氧化降解染料的速率提高。還考察了鹽、異丙醇和表面活性劑對催化劑催化性能的影響以及對其它染料的吸附、催化氧化降解性能,證明了催化劑催化氧化機(jī)理并非羥基自由基機(jī)理,且催化劑在各種影響因素的條件下有較好的催化性能,不同的染料結(jié)構(gòu)對催化劑和染料的配位速率有一定程度的影響。
　　 在模擬過氧化氫酶的催化反應(yīng)中,選用在低濃度中過氧化氫的檢測方法,研究了催化劑C