氯过氧化物酶催化对氨基苯磺酸降解及其环境适应性研究

本实验研究氯过氧化物酶催化对氨基苯磺酸降解过程中,不同介质pH值,H_2O_2浓度,反应时间,酶浓度等对降解效率的影响.通过高效液相色谱-质谱联用分析降解产物的化学组成并推测降解路线.通过降解前后溶液中单细胞绿藻生长情况评价降解产物的环境毒性,进一步在模拟工业废水环境中进行催化降解应用实验.结果表明:氯过氧化酶催化对氨基苯磺酸降解的最佳条件为介质pH=4.0,H_2O_2浓度3mmol·L-1,氯过氧化酶用量4μmol·L-1,反应时间10min,此时底物的降解率达到96%.对氨基苯磺酸可通过两种途径分解成小分子产物,被氯过氧化物酶催化降解之后环境毒性很小.应用实验显示,工业废水中的金属离子对酶活性有抑制作用,最佳降解率为64%.     

基于吡啶配合物的合成及表征

为设计和合成新型有机酸配体及其配合物,探索结构与性质之间的关系,通过水热法合成了2个基于吡啶配体的配合物Co[(4,4'-bipy)·4H_2O]·(H_4L)2·2H_2O和Ni[(4,4'-bipy)·4H_2O]·(H4L)_2·2H_2O,配合物的结构通过红外光谱、元素分析和X-单晶衍射进行了表征。结果表明:2种配合物中的金属离子均采用六配位的模式,金属离子与4,4'-联吡啶形成平行的链结构,链与链之间通过膦酸基团中的氧原子和水分子中的氧原子以氢键的形式连接,形成三维网络结构。这对于金属与配体配位方式的探索具有重要的意义。     

类石墨相C_3N_4的制备及其光催化降解酸性红G的研究

常压下,通过热解尿素法制备类石墨相C3N4(g-C3N4)催化剂,利用场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)、X-射线衍射仪(XRD)和红外光谱仪(FTIR)对产物进行表征,并考察了pH、NaCl及十二烷基硫酸钠(SDS)对光催化降解酸性红G(AR1)的影响。结果表明,该催化剂具有典型层状薄片结构,在可见光照射下能有效降解AR1,且酸性条件下催化降解效果最好,NaCl和SDS的加入对染料的催化降解有一定的促进作用。另外,对其催化降解机理进行了研究,发现反应体系中空穴和O·-2为主要氧化活性种。     

两种新型镍配合物的合成及晶体结构研究

在溶剂热条件下,以5-(吡啶-4-基甲基氨基)-间苯二甲酸(H_2L)和3-(2,4-羧基苯基)-2,6-二羧基吡啶(H_4 dpdp)为桥连配体,分别与Ni(NO_3)_2·5H_2O反应得到2种浅绿色块状晶体:[Ni(L)(H_2O)_5]·2H_2O·DMF(配合物1)和[Ni(Hdpcp)(H_2O)_2]·H_2O(配合物2).5-(2,4-羧基苯基)-2-羧基吡啶(H_3 dpcp)由3-(2,4-羧基苯基)-2,6-二羧基吡啶(H_4 dpdp)原位脱羧生成.通过单晶X-射线衍射、元素分析、红外分析和X-射线粉末衍射对2个配合物进行表征.通过单晶X-射线衍射分析可知:配合物1属于单斜晶系,P2_1/c空间群,a=0.690 4(14)nm,b=2.774 0(5)nm,c=1.326 5(4)nm,β=108.82(3)°,Z=4;配合物2属于正交晶系,Ccca空间群,a=1.684 2(3)nm,b=2.218 6(4)nm,c=1.452 1(3)nm,Z=8.     

1—水杨叉氨基—2—丙醇锰(Ⅳ)配合物的合成和表征

已知绿色植物的光合放氧过程和一种与类囊体膜结合在一起的含锰放氧复合物(Oxygen Evolving Complex)有关,曾有人提出各种放氧模型来说明其催化过程,这些模型几乎都涉及锰价态的循环变化,尤其是Mn(Ⅲ)和Mn(Ⅳ)。近十余年来对锰(Ⅲ)配合物的研究虽发展十分迅速,但对锰(Ⅳ)配合物的研究仍不多。1987年Kessissglou等曾分别以1-水杨叉氨-3-丙醇(H_2Salap)和1-水杨叉氨基-2-乙醇(H_2Salae)为配体在加碱条件下合成了锰(Ⅳ)配合物Mn(salap)2·3H_2O和Mn(salae)2·2H_2O等,本文以1-水杨叉氨基-2-丙醇(H_2salaip)为配体在不加碱的条件下合成了锰(Ⅳ)配合物Mn(Hsalaip)2(C_2H_3O_2)_2,并运用各种实验方法进行表征。     

类石墨相C3N4的制备及其光催化降解酸性红G的研究

常压下,通过热解尿素法制备类石墨相C3 N4（g-C3 N4）催化剂,利用场发射扫描电镜（FESEM ）、透射电镜（TEM）、X-射线衍射仪（XRD）和红外光谱仪（FTIR）对产物进行表征,并考察了 pH、NaCl及十二烷基硫酸钠（SDS）对光催化降解酸性红G（AR1）的影响。结果表明,该催化剂具有典型层状薄片结构,在可见光照射下能有效降解AR1,且酸性条件下催化降解效果最好,NaCl和SDS的加入对染料的催化降解有一定的促进作用。另外,对其催化降解机理进行了研究,发现反应体系中空穴和O2·-为主要氧化活性种。     

2-吡啶甲醛缩对氨基苯甲酸席夫碱Co(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)配合物的合成及晶体结构

为了探究席夫碱及其配合物的空间结构,利用常温静置法合成了2-吡啶甲醛缩对氨基苯甲酸席夫碱的配合物1([Co L2(H2O)2]·5H2O)和配合物2({[Cd(L)(HL)(H2O)]·Cl O4·H2O}n(HL=2-吡啶甲醛缩对氨基苯甲酸;L=2-吡啶甲醛缩对氨基苯甲酸根)),并用X射线单晶衍射方法测得了二者的晶体结构.结果显示:配合物1为单斜晶系,空间群为P21/c;配合物2为正交晶系,空间群是Pbca.结构分析表明:配合物1中的Co2+离子采用六配位模式,分别与2个配体分子中的4个N原子和2个水分子中的2个O原子配位形成单核分子;配合物2为一维链状结构,每个Cd2+离子采用七配位模式,分别与HL中的2个N原子,L中的2个N原子、2个O原子以及水中的O原子进行配位.     

三吡啶基Cu(Ⅱ)配合物的合成及其催化降解活性艳蓝KN-R的研究

以2-吡啶甲酸乙酯和无水丙酮为原料,通过三步法合成有机配体三联吡啶(tpy-Cl),再将其与过渡金属盐CuCl2·2H2O配位得到三吡啶基Cu(Ⅱ)配合物,并以该配合物为催化剂应用于催化降解活性艳蓝KN-R。通过1 H NMR、FTIR以及XRD对三吡啶基Cu(Ⅱ)配合物的结构进行表征,利用TG对配合物中CuO含量进行分析以间接算出Cu的含量,利用EDS直接测定配合物中Cu的含量,同时探讨该配合物催化剂在活性艳蓝KN-R降解中的催化性能;系统研究了催化剂用量、温度、pH、过氧化氢浓度以及循环使用次数对活性艳蓝KN-R脱色效果的影响。结果表明:有机配体三联吡啶(tpy-Cl)与金属Cu(Ⅱ)可形成稳定的Cu配合物,并且Cu的含量达14%;该催化剂具有优异的催化脱色性能,室温下,55min脱色率可达到95%以上,在循环使用5次后仍可保持着较高的催化活性,在印染废水处理领域展现出良好的应用前景。     

2鄄吡啶甲醛缩对氨基苯甲酸席夫碱Co（II）、Cd（II）配合物的合成及晶体结构

为了探究席夫碱及其配合物的空间结构,利用常温静置法合成了2-吡啶甲醛缩对氨基苯甲酸席夫碱的配合物1([CoL2(H2O)2]·5H2O)和配合物2({[Cd(L)(HL)(H2O)]·ClO4·H2O}n(HL=2-吡啶甲醛缩对氨基苯甲酸;L=2-吡啶甲醛缩对氨基苯甲酸根)),并用X射线单晶衍射方法测得了二者的晶体结构.结果显示：配合物1为单斜晶系,空间群为P21/c;配合物2为正交晶系,空间群是Pbca.结构分析表明：配合物1中的Co2+离子采用六配位模式,分别与2个配体分子中的4个N原子和2个水分子中的2个O原子配位形成单核分子;配合物2为一维链状结构,每个Cd2+离子采用七配位模式,分别与HL中的2个N原子,L中的2个N原子、2个O原子以及水中的O原子进行配位.     

UV/H2O2降解三氯生动力学及反应机理

为考察紫外催化过氧化氢工艺降解三氯生的降解效能,利用动力学模型对三氯生的表观降解速率进行模拟.考察氧化剂投加量、三氯生浓度、NOM质量浓度和p H对三氯生降解速率的影响.结果表明,H_2O_2的投加量小于1 mmol/L时,三氯生的降解速率随H_2O_2浓度的增加而增加,而当H_2O_2的投加量大于1 mmol/L时,由于H_2O_2对HO·的捕获作用增强,三氯生的降解速率随H_2O_2投加量的增加而降低.当三氯生的初始浓度增加时,体系中HO·的稳态浓度随之降低,导致三氯生降解的表观速率降低.体系中存在NOM时,三氯生的降解速率显著降低,主要是由于NOM能够与三氯生竞争光子和HO·.三氯生去质子化后更快地被UV/H_2O_2降解,其去质子化形态的摩尔吸光系数变大,而且其与HO·的二级反应速率更快.通过LC/MS-MS检测UV/H_2O_2氧化TCS得到6种产物,推测TCS的降解途径主要是通过脱氯反应和羟基化反应.     

Salen-卟啉配合物催化氧化二苯型木素模型物的研究

研究Salen-卟啉配合物催化氧化二苯醚、二苯乙烷、二苯甲烷木素模型物的降解产物.利用红外光谱和气相色谱-质谱(GC-MS)分析二苯型木素模型物在Salen-卟啉配合物催化氧化下的降解产物.通过对比转化数(TON)与转化率(TOF),发现催化剂的存在使反应底物发生转化;Zn PSC6的催化能力强于Co(salen)的催化能力.依据催化氧化后的二苯型木素模型物降解产物,发现Salen-卟啉配合物的催化氧化能使二苯型木素模型物中醚键、Cβ-Cγ、Cα-Cβ联接断裂,并且使苯基减少,产生了苯酚、苯甲酸等降解产物.     

微米级CuFe/CuFeO_2的制备及其类Fenton催化性能

采用两步法,采用水热法以Fe(NO_3)_3·9H_2O、Cu(NO_3)_2·5H_2O作为前驱体,水为溶剂,正丙醛为还原剂,制备了CuFeO_2微米颗粒.为进一步提高其催化活化H_2O2的性能,使用硼氢化钠对其进行了还原处理制备微米CuFe/CuFeO_2催化剂.利用XRD、SEM和XPS对其进行了物相,形貌和表面元素的表征,结果表明所制备的材料为Cu、Fe和CuFeO_2的微米级复合物.以罗丹明B(RhB)为目标污染物,评价了其Fenton催化性能.结果表明:在25℃,CuFe/CuFeO_2催化剂用量为0.5 g/L,H_2O2浓度为40 mmol/L,RhB浓度为10μmol/L,初始pH=5.0时,CuFe/CuFeO_2催化剂在30 min内可降解94.4%的RhB,表观速率常数是相同条件下未处理CuFeO_2的11.6倍.这说明CuFe和CuFeO_2复合可明显增强其催化活化H_2O2的能力.     

稀土铽三元有机配合物的合成与发光性能的研究

以2-氨基-4-氯苯甲酸(2-A-4-CBA)作为第一配体,1,10-邻菲罗啉(phen)作为第二配体,采用溶剂热法合成稀土铽离子(Tb~(3+))的三元有机配合物.通过元素分析、红外光谱及热重分析确定了配合物的化学结构,结果表明:配合物可表示为[Tb(2-A-4-CBA)phen(H_2O)4·H_2O],2-氨基-4-氯苯甲酸和1,10-邻菲罗啉均参与配位且配合物具有较高的热稳定性;通过紫外光谱、荧光光谱、色坐标研究配合物的发光性能,配合物发出较强的Tb3+的特征荧光,在369.6 nm激发下其最强发射峰在545.2 nm处,其色坐标落在黄绿光区域.     

逐滴一步反应法合成L-赖氨酸缩香兰素席夫碱铜配合物及其表征

为了解决香兰素及其席夫碱配体在空气中易于氧化的问题,笔者打破席夫碱配合物分步合成法的常规思路,采用逐滴一步反应法合成了L-赖氨酸缩香草醛Sehiff碱的铜配合物,产物收率约为62%.通过元素分析、红外光谱、紫外光谱等方法对产物进行了表征,推测其可能的结构为四核环式结构配合物,分子式为C40H68Cu4N8O12·2H2O.     

4'-(5-四氮唑基)-联苯4-甲酸构筑的铕、铒配合物的合成及晶体结构研究

通过水热法合成2个新型配合物:[Er_4(HL)_4(L)_4·(H_2O)_(20)](配合物1)和[Eu_2(HL)_2(L)_2·(H_2O)_(10)](配合物2),[H_2L=4′-(5-四氮唑基)-联苯4-甲酸].利用红外光谱、元素分析和X-射线单晶衍射等对其结构进行表征.X-射线单晶衍射分析结果:2个配合物均属于三斜晶系,P-1空间群.配合物1:a=1.204 6(2)nm,b=1.611 3(3)nm,c=1.713 7(3)nm,α=83.48(3)°,β=70.39(3)°,γ=68.57(3)°,Z=1;配合物2:a=0.80900(16)nm,b=1.1810(2)nm,c=1.727 0(3)nm,α=105.23(3)°,β=96.69(3)°,γ=107.92(3)°,Z=1.配合物1和配合物2均为零维结构,通过氢键作用形成三维网状结构.     

高铁酸钾联合H2O2对酸性红B废水的预处理试验研究

应用高铁酸钾与H2O2对酸性红B废水进行预处理,在2.5×10-4mol/L的酸性红B染料废水中,先加入10-4mol/L高铁酸钾反应3 min,再加入0.02 mol/L H2O2,pH控制在3.5,废水的色度去除效率达99%以上,CODCr的去除效率为75%左右.高铁酸钾与H2O2联用降解酸性红B,分别比单独使用H2O2与单独使用高铁酸钾的效果好.推测原因可能有高铁酸钾的氧化性、高铁酸钾的还原产物与H2O2形成的芬顿试剂与铁离子的絮凝综合所起的作用.     

微波辅助球磨法制备MOFs复合材料

利用2-氨基对苯二甲酸、醋酸钴(Co(CH_3COO)_2·4H_2O)与氧化石墨烯(GO)在微波辅助球磨作用下制备了GO/Co-MOFs,并通过IR、 XRD以及SEM对其结构进行确认.然后将所制备的材料用于亚甲基蓝的降解研究,当亚甲基蓝的浓度为15 mg/L时,分别加入100 mg和50 mg GO/Co-MOFs进行对比;并且在1%, 5%和10%的H_2O_2体系中加入50 mg GO/Co-MOFs进行对比,其结果显示亚甲基蓝的去除率随样品量和H_2O_2量的增加而增加.用第一动力学模型对实验结果进行理论分析,其相关系数(R~2)均大于0.99,证明实验与理论具有很好的一致性.     

硅胶负载铜基功能化离子液体合成及脱硫性能

合成了有机胺型铜基离子液体Et_3NHCl·CuCl_2,并通过浸渍法分别将其负载到硅胶表面,得到负载型离子液体脱硫剂,记为Et_3NHCl·CuCl_2-SiO_2。采用FI-IR、BET等分析手段对其进行了表征,结果得到Et_3NHCl·CuCl_2成功负载硅胶表面,通过固定床脱硫系统对Et_3NHCl·CuCl_2-SiO_2吸附性能进行了吸附温度及气体质量流量等条件进行了优化,同时对最优脱硫剂进行了脱硫机理以及再生性能的探讨。结果表明,最佳脱硫温度为100℃,H_2S气体质量流量为100 mL/min,脱硫效率保持100%的时间高达100 min。XPS的测试表明H_2S与脱硫剂反应生成稳定产物CuS,脱硫剂可以在氧气中再生,由于再生过程会生成中间产物SO_2,因此采用较低流量的氧气使SO_2能够被硅胶短暂吸附或者全部转化成硫酸。     

基于含氮杂环羧基配体的Cu~Ⅱ/Co~Ⅱ配合物的水热合成、晶体结构和磁性研究

采用水热法合成出两种过渡金属配位聚合物{[Cu(L1)_2·H_2O]·3H_2O}_n(1)和[Co(L2)·2H_2O]_n(2)(L1为5-甲基吡唑-3-甲酸离子,L2为3,5-吡啶二羧酸离子),并通过X射线单晶衍射、红外光谱、元素分析、热重分析、X射线粉末衍射以及变温磁化率技术对其进行了表征.X射线晶体结构分析表明,配合物物1和2分别表现出零维和二维网状结构,并且二者都通过丰富的氢键作用力进一步组装成为迷人的三维超分子结构.此外,磁性研究表明:在配合物1和2中,相邻的两个Cu(Ⅱ)或Co(Ⅱ)之间均存在反铁磁性相互作用.     

固定化Cu(salen)-固定化Co(salen)一锅法催化降解硫酸盐木素

将固定化Co(salen)和固定化Cu(salen)应用于硫酸盐木素的一锅法催化降解中,通过硫酸盐木素降解率和单酚类降解产物含量比较不同催化条件的降解能力.与单个催化剂相比,组合使用两种催化剂一锅法催化更能有效降解硫酸盐木素,降解率更高;GC-MS检测的芳香类木素降解产物含量更大,特别是香草醛.同时,对木素结构分析的结果表明,一锅法催化促进了木素侧链的氧化和断裂,苯环的开环和降解,β-O-4、β-β、β-5连接键的断裂,甲氧基的脱除.最后,采用UV-VIS和EPR分析了催化降解木素的自由基机理.结果表明,催化降解主要是通过超氧配合物作用于酚氧自由基而产生的;一锅法催化增强了超氧配合物和酚氧自由基的产生.另外,催化反应中添加亚油酸钠能够增强木素的降解.