摘要：為了研究聚丙烯腈纖維鐵銅配合物的機(jī)械性能并改善其作為非均相Fenton反應(yīng)催化
劑的重復(fù)利用性，選用偕胺肟改性聚丙烯腈（AO-PAN）纖維與三氯化鐵和硫酸銅進(jìn)行配位反應(yīng)，在室溫條件下制備了聚丙烯腈鐵銅配合物（Cu-Fe-AO-PAN），然后通過控制配位反應(yīng)過程中的兩種金屬離子的摩爾濃度比考察了Cu-Fe-AO-PAN纖維鐵銅配合物的金屬離子配合量及其纖維的機(jī)械性能。結(jié)果表明，AO-PAN纖維中偕胺肟基團(tuán)與Fe3+以及Cu2+均發(fā)生了配位反應(yīng)，配位反應(yīng)過程中鐵離子和銅離子的摩爾濃度比對制備出的Cu-Fe-AO-PAN纖維鐵銅配合物的金屬離子配合量以及纖維機(jī)械性能均有較大影響。提到三氯化鐵和硫酸銅混合溶液中銅離子所占的比例將增大Cu-Fe-AO-PAN纖維上總金屬離子配合量，并且在一定范圍內(nèi)纖維的斷裂強(qiáng)力隨著總金屬離子配合量的增加呈現(xiàn)上升趨勢。
引言
非均相Fenton反應(yīng)體系近年來在廢水的脫色處理中得到了廣泛運(yùn)用，而鐵離子的載體在此反應(yīng)體系中起到關(guān)鍵作用。纖維因其價格便宜，具有良好的耐酸堿性，優(yōu)異的耐氣候性而日益被科學(xué)家關(guān)注。此外，纖維具有良好的形態(tài)適應(yīng)性，能夠置于各種反應(yīng)器中使用，并且來源廣泛，若以纖維作為非均相Fenton反應(yīng)催化劑的載體，將便于其日后的推廣與應(yīng)用。聚丙烯腈（PAN）纖維價廉且穩(wěn)定而逐漸成為研究的熱點(diǎn)。目前已有關(guān)于改性PAN纖維鐵配合物催化劑用于染料的降解反應(yīng)的報(bào)道。而催化劑的機(jī)械性能對于催化劑的重復(fù)利用性起著決定性作用。關(guān)于改性PAN纖維的機(jī)械性能方面，陳培根等人研究了鹽酸羥胺改性PAN纖維與金屬離子反應(yīng)生成金屬螯合物纖維的斷裂強(qiáng)力。汪學(xué)騫等人通過控制金屬離子的濃度和反應(yīng)時間制得了一系列不同金屬離子含量的雙金屬離子配合物纖維，并對其機(jī)械性能進(jìn)行了分析。但是關(guān)于配位反應(yīng)溶液中金屬離子的摩爾濃度比對PAN纖維金屬配合物機(jī)械性能的影響研究卻鮮有報(bào)道。因此本課題制備了偕胺肟改性PAN纖維（AO-PAN），并將其與鐵離子和銅離子進(jìn)行配位反應(yīng)，得到了AO-PAN銅鐵雙金屬配合物（Cu-Fe-AO-PAN）。重點(diǎn)研究了金屬離子的摩爾濃度比對Cu-Fe-AO-PAN機(jī)械性能的影響，從而達(dá)到優(yōu)化纖維型非均相Fenton催化劑的重復(fù)利用性的目的。
1實(shí)驗(yàn)部分
1.1材料試劑與儀器
本實(shí)驗(yàn)使用的是市售漂白PAN纖維紗線。鹽酸羥胺、三氯化鐵和硫酸銅等均為分析純試劑。實(shí)驗(yàn)所使用的儀器包括YG065電子織物強(qiáng)力儀（萊州市電子儀器有限司），723型可見分光光度計(jì)（上海精密科學(xué)儀器有限公司），SHY-2旋轉(zhuǎn)水浴恒溫振蕩器（上海君竺儀器制造有限公司），電子分析天平AL204（梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司）。
1.2 Cu-Fe-AO-PAN配合物的制備
將精確稱量的PAN紗線置于一定濃度的NaOH和鹽酸羥胺混合水溶液中，使PAN：鹽酸羥胺：NaOH摩爾比為1.0：1.25：0.75，在pH=5.5-6.0、溫度（70±1）℃和攪拌條件下進(jìn)行偕胺肟反應(yīng)1-3h，得到AO-PAN。將用蒸餾水反復(fù)洗滌至中性后的AO-PAN烘干稱重，并按文獻(xiàn)方法計(jì)算其中腈基的轉(zhuǎn)化率。然后將AO-PAN浸入一定濃度的三氯化鐵與硫酸銅混合水溶液中，在pH=2.0-3.0和室溫和攪拌條件下反應(yīng)5-6h，得到Cu-Fe-AO-PAN。
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