第一作者：Ying Yang
通訊作者：Yunshan Zhou
通訊單位：北京化工大學
研究內(nèi)容：
本文將具有光敏性的5, 10, 15, 20-四(4-氯)苯基卟啉(簡稱TClPP)和α-Keggin型多酸H5PV2Mo10O40(簡稱H5PVMo)結(jié)合，制備出一種對化學戰(zhàn)劑芥子氣2-氯乙基乙基硫醚(CEES)具有光催化降解作用的有機-無機雜化材料[C44H28N4Cl4]1.5[H2PMo10V2O40]·2C2H6O (簡稱H2TClPP-H2PVMo)，并采用IR，核磁，熱重，元素分析等測試手段對其結(jié)構(gòu)進行了表征。研究了材料H2TClPP-H2PVMo (1×10-6 mol/L)在空氣氣氛和可見光照射條件下，在甲醇和甲醇-水混合溶劑(v/v=1:1)中均相光催化降解CEES (5 μL)的性能，結(jié)果在甲醇中反應180 min時對CEES的降解率達到99.52%，在甲醇-水混合溶劑中反應90 min時對CEES的降解率達到99.14%，且反應過程均符合一級反應動力學，在甲醇和混合溶劑中的半衰期和動力學常數(shù)分別為33.0 min, -0.021 min-1和15.7 min, -0.043 min-1。機理分析表明在空氣氣氛和光照條件下，H2TClPP-H2PVMo在甲醇溶劑中對CEES主要經(jīng)過氧化和醇解降解機理過程，其中氧化降解過程是利用材料H2TClPP- H2PVMo產(chǎn)生的單線態(tài)氧1O2和超氧自由基O2??作為氧化降解CEES的主要活性氧物種，且H2TClPP-H2PVMo(Φ=0.73)材料相較于TClPP(Φ=0.35)具有更高的單線態(tài)氧量子產(chǎn)率；H2TClPP-H2PVMo材料在甲醇-水混合溶劑中降解CEES則經(jīng)過的是氧化，水解和醇解多機理降解過程。
要點一：
按照文獻方法制備了TClPP和H5PV2Mo10O40，并通過常溫下簡單的攪拌，將兩種材料成功結(jié)合成H2TClPP-H2PVMo。對合成的H2TClPP-H2PVMo雜化材料進行了紅外、核磁、熱重和光譜滴定實驗以證明材料的成功合成。
要點二：
研究了H2TClPP-H2PVMo在甲醇溶液和甲醇/水溶液兩個體系中對芥子氣模擬劑CEES的光催化降解性能。在甲醇溶液中，當反應時間為180 min時，有光或無光條件下H5PVMo對CEES均具有20%左右的降解率，TClPP在光照條件下對CEES的降解率為55.31%，TClPP和H5PVMo對CEES的降解率之和低于H2TClPP-H2PVMo的99.52%。在甲醇/水溶液中，當反應時間為90 min時，H2TClPP-H2PVMo在光照條件下對CEES的降解率為99.14%，而TClPP在光照條件下對CEES的降解率為95.16%，降解效果要低于H2TClPP-H2PVMo。
要點三：
為了確定H2TClPP-H2PVMo在溶劑中降解CEES所產(chǎn)生的活性氧種類，本文通過加入活性氧清除劑來鑒定反應過程中活性氧種類。確定了H2TClPP-H2PVMo雜化材料主要通過產(chǎn)生O2??和1O2來實現(xiàn)對CEES的降解。
參考文獻
Ying Yang, Fangsheng Tao, Lijuan Zhang, Yunshan Zhou, Yuxu Zhong, Shubo Tian, Yong’an Wang. Preparation of a porphyrin-polyoxometalate hybrid and its photocatalytic degradation performance for mustard gas simulant 2-chloroethyl ethyl sulfide. CCL. 2021, https://doi.org/10.1016/j.cclet.2021.09.093.
