第四章  结论 25

致谢 26

参考文献 27

第一章 绪论

1。1引言

众所周知，水作为生命之源，是生活中不可或缺的。然而，日益严重的污染排放严重影响到了水的质量。研发一种有效又廉价的水处理方法已经迫在眉睫。金属酞菁由于其本身的热稳定性与化学稳定性都比较优良，而又具有廉价易得的特点，被广泛地运用在各类催化氧化反应中[1]。金属酞菁具有着类似于血红素的结构特征，这使其在光照条件下具有很好的催化氧化活性[2]。金属酞菁本身存在容易团聚的缺点，但我们通过将其负载在碳复合材料上，可以有效地解决这一缺点。

1。2酞菁及其衍生物的介绍

1。2。1酞菁的介绍

酞菁是一种很具有特色的化合物，在它的结构中，存在有一个内环，这个内环上存在有18个电子的共轭，形成一个共轭的平面，这一结构对酞菁本身的稳定性有着极强的帮助。在自然界中，也有很多像酞菁这种具有大的共轭环的化学物，与它们不同的地方在于，酞菁在自然界中是不存在的，是一种完全通过人类智慧发现制得的化合物。说起酞菁的发现过程，这是一场美丽的意外，在20世纪初的时候，苏格兰染料厂如往常一样进行邻苯二甲酰亚胺的制备，然而在制备的过程中，使用了长久的管道意外发生损坏，完全改变了原反应发生的环境，在这一情况下，他们在最终的原产物中发现了一些蓝色的杂质。这些杂质不但有着艳丽的颜色，同时具有很高的化学稳定性，人们之后尝试将其分离出来，作为一种新型的染料，这一化学物，就是酞菁。

图1-1 酞菁与酞菁铁的结构图

 1。2。2酞菁衍生物的介绍

酞菁及其衍生物均是拥有着大环共轭结构的。和酞菁相同的是，内环的结构带给了它们足够的稳定性，除此之外，衍生物特有的官能团还带来了各式各样新的性能。其中，金属酞菁衍生物除了可以应用在制备燃料、颜料等方面，还可以运用于各类光电转换的材料中，是当今材料科学研究中的一大热点[3-6]。

1。2。3结构及性能介绍

酞菁以及其衍生物大多具有着十分良好的热稳定性，以及优秀的化学稳定性。酞菁本身的结构很具有特色，它的结构中具有一个很大的内环，这个内环上交替连接着十六个氮原子和碳原子，并且每个原子会贡献出电子来形成一个共轭的体系，在这一体系的帮助下，酞菁的电子得以在整个大的共轭环内自由移动[7]。这些因素都导致着其内环具有着十分均匀的电子分布，故其结构十分稳定，四个苯环很难发生变形，同时结构中的每一根C－C键的长度基本都相等。酞菁的内环中存在一个空穴，直径大约是2。7×10-10m，能够容纳钠、镁、铝、铁、铜、锰、钒、铬、钴、镍、锌、钙等大多数的金属元素。而当空穴分别与过渡金属配位和稀土金属配位时，会形成两种不同结构的酞菁配合物。与此同时，不同的中心金属，也可以导致酞菁配合物的物理性质以及化学性质完全不同。 

又因为酞菁的结构中还有着芳香环的存在，它具有着芳香环的很多特性，其中很重要的一点就是它的结构同时能做到接受电子与给出电子，这一点在催化中有着十分巨大的优势[8]。同时，酞菁存在的大共轭体系展现出高度的平面性，有利于催化反应的进行。论文网

1。2。4酞菁以及衍生物的催化机理

酞菁的结构有利于进行很多的反应，一方面，其中心的内环有着利于反应平面性和能接受无数种配体的空穴，另一方面，酞菁的边缘结构上有着许多处电子不稳定的位置，这些个位置在反应中易与反应中发生反应进行联接[9]。近些年来，科学家们通过往酞菁上联接各式各样的官能团以及往酞菁空穴中加入各式各样的中心原子的手段，合成了大量的新型化合物[10-11]。