近年来,聚合物基多孔材料因其易于成型加工,高比表面积以及易于调变得孔道结构在催化以及化学化工领域引起广泛关注。
浙江工业大学张国亮教授课题组首次通过相转化/液相浸渍法将活性过渡金属离子(Mn、Fe、Co)锚定在偕胺肟功能化的多孔聚合物骨架中形成金属-有机复合微球。该思路巧妙地设计合成了一系列尺寸大小可调控的聚丙烯腈复合微球,利用聚合物骨架的后合成偕胺肟功能化成功将活性位点均一地分散在的表面及孔道结构内,从而制备得到高性能分子固定型金属-有机复合催化剂。该方法的优势在于,聚合物的表面功能化修饰为金属活性中心的附着提供了大量位点,不仅可增强金属离子与载体间的结合力,提高活性分子在载体中分散度及负载量,而且作为助剂与金属离子结合有效增强了其电催化活性。
ACS Appl. Mater. Interface, 2019, DOI: 10.1021/acsami.8b18704
同时,张国亮教授课题组将所制备的金属-偕胺肟化聚合物骨架复合微球用于电芬顿氧化降解有机污染物反应中,展现出非常高的催化活性及稳定性。通过分析,金属活性中心均匀分散在催化剂的表面和内部骨架中,表面功能基团与三维孔道结构之间的协同效应,增强了活性位点与载体之间的结合力,拓宽pH适用范围,并且在反应的过程中,偕胺肟上的胺基基团能够为活性中心提供电子,促进活性中心不同价态(MnIII/PAN→MnII/PAN)的相互转变,从而提高催化反应效率。此外,该制备方法不仅为实现连续、大规模合成聚合物基负载型催化材料提供新的思路,而且所制备的复合微球的尺寸较大,易于从反应体系中分离,便于回收再利用,展现出巨大的应用前景。这一金属-有机复合物芬顿催化剂最新研究成果发表于《ACS Applied Materials & Interfaces》上。
论文链接:https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/abs/10.1021%2Facsami.8b18704
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