论文摘要
酞菁类化合物的大共轭体系使它具有许多如光电导性、气敏性、催化活性和仿生等优异性能。随着室内空气污染问题的日益严重,具有消除甲醛功能的酞菁铁螯合物渐渐成为研究热点。论文采用了苯酐尿素法中的固相法来合成酞菁铁衍生物,在此基础上,又用微波合成的方法合成了酞菁铁。用FTIR和EDS证明了用微波合成法合成的酞菁铁与固相合成法合成的酞菁铁具有相同结构。比较两种合成方法,发现微波合成法较固相合成法具有反应时间短,能耗低,产率高等优点。对微波合成工艺中温度和时间进行了研究,发现微波合成酞菁铁得产率主要受时间影响。本论文将酞菁铁分散于PVA浆液中,通过研究酞菁铁/PVA溶液的加工流变行为,以指导酞菁铁/PVA共混湿法纺丝工艺参数的确定。并根据设定纺丝条件,制备了酞菁铁/PVA复合纤维。通过红外光谱法表征了复合纤维的结构,证实纤维中确实有酞菁铁存在。对酞菁铁/PVA复合纤维的力学性能和去甲醛性能作了探讨,发现酞菁铁/PVA复合纤维具有良好的力学性能和有一定的去甲醛性能。为进一步提高酞菁铁/PVA纤维的催化氧化甲醛的能力,采用了酞菁铁接枝PVA纤维的方法。首先用微波法合成了可与PVA上的羟基反应的四羧基酞菁铁。用红外光谱法和紫外光谱法表征其结构,证明合成产物符合四羧基铁酞菁的结构组成。以PVA纤维为载体通过溶液浸扎法将四羧基酞菁铁接枝到PVA纤维上。并用红外光谱对接枝后的纤维进行表征,显示PVA纤维表面确实接枝有四羧基铁酞菁。通过对影响接枝“上染率”的温度、时间因素研究发现,接枝“上染率”随反应时间增加而增加,随反应温度的提高而提高。而通过纤维力学性能分析发现,接枝四羧基铁酞菁不会影响PVA纤维的力学性能,但是在较高温度下进行接枝后的PVA纤维力学性能出现了明显下降,实验证明在较低的温度下通过延长反应时间的方法可以得到力学性能较好接枝“上染率”较高的酞菁铁/PVA纤维。通过对甲醛去除效果的试验,证实含酞菁铁的PVA纤维具有去除甲醛的效果。酞菁铁接枝的PVA纤维有比酞菁铁共混PVA纤维有更好的催化氧化甲醛的功效。
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摘要ABSTRACT第一章 前言1.1 金属酞菁氧化还原催化剂1.1.1 酞菁及金属酞菁化合物的概述1.1.2 金属酞菁化合物的性能1.1.3 金属酞菁化合物的催化性能1.1.4 铁酞菁的氧化还原催化性能1.2 酞菁化合物的应用及最新合成进展1.2.1 酞菁化合物的应用1.2.2 酞菁化合物合成研究新进展1.3 消臭方法研究进展1.4 消臭方法和原理1.5 课题的研究背景、思路及内容第二章 酞菁铁的合成及表征2.1 引言2.2 实验方法2.2.1 实验原料2.2.2 苯酐固相法合成酞菁铁2.2.3 苯酐固相-微波法合成酞菁铁2.2.4 红外测试2.2.5 扫描电镜及能谱测试2.3 结果与讨论2.3.1 苯酐固相法酞菁铁的合成与表征2.3.2 苯酐固相-微波法酞菁铁的合成与表征2.3.3 微波合成酞菁铁的结构形态表征2.3.4 苯酐固相法酞菁铁的微波合成的影响因素2.4 小结第三章 纺丝法酞菁铁PVA纤维的制备3.1 引言3.2 实验方法3.2.1 实验原料3.2.2 纺丝原液的制备3.2.3 凝固浴条件3.2.4 纺丝设备及过程3.2.5 性能测试3.3 结果与讨论3.3.1 含酞菁铁PVA浆液的可纺性的研究3.3.1.1 纺丝原液的流变行为3.3.1.2 溶液的非牛顿指数及表观活化能3.3.2 酞菁铁/PVA纤维的力学性能3.3.3 红外光谱表征3.3.4 酞菁铁纤维催化氧化性能3.4 小结第四章 接枝法四羧基酞菁铁/PVA纤维4.1 引言4.2 实验方法4.2.1 实验原料4.2.2 四羧基酞菁铁的合成4.2.3 紫外光谱测定4.2.4 PVA/酞菁铁接枝纤维的制备4.2.5 接枝"上染"百分率的测定4.2.6 力学性能4.2.7 红外表征4.2.8 DSC测试4.2.9 甲醛消除效果测试4.2.10 耐洗"色牢度"测试4.3 结果与讨论4.3.1 四羧基酞菁铁的合成机理4.3.2 四羧基酞菁铁的红外表征4.3.3 四羧基酞菁铁的紫外光谱表征4.3.4 接枝机理4.3.5 接枝"上染"百分率的讨论4.3.6 接枝纤维的力学性能研究4.3.7 接枝纤维的热性能研究4.3.8 甲醛消除效果测试4.3.9 四羧基酞菁铁纤维催化过程分析4.4 小结第五章 结论参考文献攻读硕士学位期间发表的论文致谢
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