研究目的
开发新型两亲性锌(II)酞菁化合物,用于近红外区域水介质中三硝基苯酚(TNP)的选择性检测,并探索其作为化学传感器和多相光催化剂的双重功能。
研究成果
ZnPc1和ZnPc2对水相及气相中三硝基苯酚(TNP)检测表现出高选择性与灵敏度,其最低检测限为0.7-1.1 ppm,猝灭常数高达2.02×10^5。该猝灭机制涉及光诱导电子转移、π-π相互作用及静电作用。由于结构与形貌优势,ZnPc2展现出更卓越的性能。此外,ZnPcs可作TNP还原的非均相光催化剂,兼具传感与催化双重功能。
研究不足
ZnPc2的聚集会降低单线态氧的生成;24小时后TNP的光催化转化率仅为30%;固态中因形貌差异导致灵敏度变化;需优化催化剂用量和反应条件以改善动力学性能。
1:实验设计与方法选择:
通过邻苯二腈的环四聚反应合成ZnPc1和ZnPc2;研究其光物理与光化学性质;在水相和气相中检测硝基芳香化合物(NACs)的化学传感研究;三硝基苯酚(TNP)的光催化还原。
2:样品选择与数据来源:
由卤代邻苯二腈和DMAP合成的邻苯二腈前驱体;作为猝灭剂的硝基分析物(NB、NT、NP、DNT、DNP、TNT、TNP、NM);溶剂包括水、DMSO、PBS;实时分析使用饮用水和河水。
3:实验设备与材料清单:
核磁共振仪(Bruker)、MALDI-Micromass Q-TOF2、紫外-可见分光光度计(Cary 5000)、荧光光谱仪(Jobin-Yvon FluoroMax 3)、时间相关单光子计数系统、循环伏安仪、旋涂机、共聚焦显微镜(LSM 710 Carl Zeiss)、Sigma-Aldrich化学品。
4:紫外-可见分光光度计(Cary 5000)、荧光光谱仪(Jobin-Yvon FluoroMax 3)、时间相关单光子计数系统、循环伏安仪、旋涂机、共聚焦显微镜(LSM 710 Carl Zeiss)、Sigma-Aldrich化学品。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:氮气氛围下合成;通过核磁、质谱、红外进行表征;吸收与发射光谱测定;硝基芳香化合物的荧光滴定;薄膜气相传感;采用NaBH4和光照进行光催化还原。
5:数据分析方法:
采用Stern-Volmer方程计算猝灭常数;以3.3×σ/m计算检测限;通过密度泛函理论计算电子结构;统计分析猝灭效率。
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