蚕丝纤维_金属酞菁活化双氧水催化氧化酸性橙的研究

蚕丝纤维_金属酞菁活化双氧水催化氧化酸性橙的研究蚕丝纤维/金属酞菁活化双氧水催化氧化酸性橙的研究∗郑彬彬,黄振夫,朱舜,姚玉元,吕汪洋,陈文兴(浙江理工大学先进纺织材料与制备技术教育部重点实验室,浙江杭州310018)摘要:合成了四磺酸基钴酞菁(CoPcS),采用基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)、紫外-可见光谱(UV-Vis)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对其进行表征,然后通过三聚氯氰改性将其负载到蚕丝纤维(SF)上,制得了新型蚕丝纤维负载钴酞菁催化剂(CoPcS-SF)。以H2O2为氧化剂,考察了CoPcS-SF对酸性橙Ⅱ(AO2)的催化氧化性能,结果表明,在中性条件下,CoPcS-SF能高效催化氧化AO2,反应60min后AO2的去除率可达97%以上,并且具有较好的重复使用性。考察了pH值、电解质NaCl和温度对CoPcS-SF催化性能的影响,结果表明,CoPcS-SF在pH值3~9较宽范围内均具有较高催化活性;NaCl对催化AO2有促进作用;催化活性随反应温度升高而增强。FT-IR和气质联用(GC-MS)对AO2的降解产物分析表明,AO2的主要产物为顺丁烯二酸、反丁烯二酸和丁二酸等小分子可生物降解脂肪酸。关键词:金属酞菁;蚕丝纤维;酸性橙;催化氧化中图分类号:TQ426.99文献标识码:A文章编号:1引言近年来,采用典型芬顿反应及改进芬顿反应催化氧化有机物倍受重视[1,2],这是由于该类反应使用了环境友好的氧化剂H2O2,它的最终产物是H2O和O2,具备了绿色氧化的特性。该类反应的关键是活化H2O2的催化剂。模拟酶金属酞菁(MPc)由于与细胞色素P450的活性中心金属卟啉结构类似,具有良好的催化活性和热稳定性[3],因此作为改进芬顿试剂在均相溶液中通过活化双氧水来催化氧化有机物被广泛关注[4]。但是,在均相溶液中,小分子金属酞菁回收困难,而且在溶液中容易形成二聚体而降低催化活性。为此,一种有效解决方法是将酞菁负载到合适载体上进行非均相催化反应[5,6]。目前,这些载体有硅材料[7]、活性炭[8]、Al2O3[9]等。与以上载体相比,关注到纤维具有比表面积大和容易进行物理化学改性等特点,是一种理想的载体,其中蚕丝纤维(SF)由18种氨基酸组成,具有典型天然蛋白结构,可为金属酞菁构筑高活性催化剂提供理想骨架和反应微环境[10]。本文