金屬卟啉配合物電催化還原降解六六六.pdf

1、有機(jī)氯污染物，尤其是滴滴涕、六六六、滅蟻靈等有機(jī)氯農(nóng)藥的使用已對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重污染。它們的易沉積、性質(zhì)穩(wěn)定、難降解等特性對(duì)人類健康已構(gòu)成嚴(yán)重威脅。因此，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，研究并實(shí)施高效可行的降解技術(shù)已成為一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的研究課題。目前，常見(jiàn)的降解有機(jī)氯的方法主要集中在光催化降解及電化學(xué)催化還原降解。對(duì)于電催化還原降解，性能優(yōu)良的催化劑的選擇和使用則尤為重要。
　　金屬卟啉是一類大環(huán)有機(jī)配合物，它由卟啉與高氧化態(tài)的過(guò)渡金屬離子配位而得，有

2、著比較獨(dú)特的光學(xué)性質(zhì)及電化學(xué)性質(zhì)。研究表明金屬卟啉配合物在用作抗腫瘤光敏劑、氧化還原反應(yīng)催化劑、電化學(xué)傳感器功能材料等方面有著廣闊的應(yīng)用前景。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外已有一些采用金屬卟啉配合物還原降解滴滴涕的報(bào)道，由于該方法只針對(duì)滴滴涕分子的脫氯反應(yīng)，能耗少成本低，值得進(jìn)行深入研究。
　　本文采用了多種電化學(xué)方法及氣-質(zhì)連用技術(shù)，以不同結(jié)構(gòu)不同金屬中心的金屬卟啉(TPP)M(M=Fe，Co，Mn)、(OEP)M(M=Fe，Co，Mn)及(T

3、F5PP)FeCl為催化劑，在二甲基甲酰胺(DMF)中進(jìn)行了六六六(HCH)的電催化還原降解研究，取得了良好的降解效果。對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析、討論與總結(jié)，為課題組下一步的研究工作明確方向。
　　首先，本文采用了循環(huán)伏安法，在DMF中研究了金屬卟啉與六六六作用前后其電化學(xué)性質(zhì)的變化，并采用控制變量法，研究了不同六六六含量及不同掃描速度對(duì)催化電流的影響，進(jìn)一步探討金屬卟啉對(duì)六六六的催化活性。結(jié)果表明，一級(jí)還原后的兩種鈷卟啉、二級(jí)還原后

4、的(OEP)FeCl及三級(jí)還原后的(TF5PP)FeCl對(duì)六六六的催化活性較好，(TPP)FeCl活性較差，而兩種錳卟啉沒(méi)表現(xiàn)出明顯催化活性。
　　為進(jìn)一步研究及驗(yàn)證各金屬卟啉對(duì)六六六的電催化活性，本文利用紫外-可見(jiàn)光譜電化學(xué)研究了在溶液中有或無(wú)六六六存在時(shí)各金屬卟啉的光譜電化學(xué)性質(zhì)，跟蹤并記錄了電解過(guò)程中紫外-可見(jiàn)光譜的變化。研究表明，兩種鈷卟啉及三種鐵卟啉對(duì)六六六都有良好的催化降解效果，這與上述循環(huán)伏安法中的研究結(jié)果幾乎是一致

5、的。
　　為確定六六六的降解產(chǎn)物，本文還以具有較好電催化活性的兩種鈷卟啉及三種鐵卟啉為電催化劑，在一定的控制電位下對(duì)含有六六六及金屬卟啉的DMF溶液進(jìn)行了整體電解，還研究了降解效率隨電解時(shí)間長(zhǎng)短的變化關(guān)系。利用氣-質(zhì)連用(GC-MS)技術(shù)對(duì)不同條件下的降解產(chǎn)物進(jìn)行了定性的鑒別及定量的分析計(jì)算。結(jié)果表明，隨著電解時(shí)間的延長(zhǎng)，降解效率增高，分別在不同的時(shí)間內(nèi)達(dá)到100％降解，其中(OEP)Co和(OEP)FeCl效果最好，其次是(TP