论文部分内容阅读
当前，环境污染的控制与治理是全世界共同关注的重大问题，也是人类生存和社会发展所面临的几大严峻挑战之一。本文围绕着铁络合物光催化活化O2和H2O2的机理进行了研究，主要针对活化空气中的分子氧作为主要氧化剂降解有机污染物和基于铁络合物和底物之间相互作用调控底物氧化机理两方面展开研究，具体研究进展如下：
1.本文建立了一个利用分子氧作为主要氧化剂降解有机污染物的铁络合物可见光光催化体系。研究发现，4，4’-二羧基-2，2’-联吡啶亚铁络合物用于中性水溶液中降解有机污染物具有很高的光催化活性，并获得较高的矿化率和转化数。在可见光激发下，4，4’-二羧基-2，2’-联吡啶铁还可以活化空气中的氧气作为主要氧化剂有效的参与到有机污染物的降解和矿化中。对比无氧条件，在有氧条件下O2对有机污染物(二号橙、2，4-二氯代苯酚)的催化降解和矿化反应都具有明显的加速作用，无论H2O2是不足还是过量，参与到底物矿化中的O2的量几乎是H2O2消耗的2倍；而在经典的Fenton和Fenton-like反应中(pH=3)，消耗等量的H2O2，参与到底物矿化中的O2的量仅为H2O2消耗量的2.5％和8.13％。此外，可见光在机污染物的矿化过程中起着很重要的作用，只有在可见光照条件下，O2才能参与到底物的降解矿化反应过程中。
2.本文报道了一个基于氧配位的铁络合物和底物之间电子转移相互作用，调控底物氧化机理的可见光光催化体系。研究发现，可见光照射下，能与底物发生电子转移相互作用的5-磺基水杨酸铁络合物容易失去电子，被还原生成二价亚铁物种。如体系中存在氧化剂H2O2，生成的二价亚铁物种则可以快速的与H2O2反应生成大量的·OH自由基。底物的氧化被显著地增强，经由·OH自由基机理较快的生成加羟基的产物。而不能与底物之间发生电荷转移相互作用的情况下，5-磺基水杨酸铁则与H2O2反应缓慢的生成高价铁物种，发生底物的抽氢、N-脱烷基等氧化反应。