摘要
酞菁作为一种有机光敏剂，具有明确的化学结构，可重复合成，高消光系数，长吸收波长，光物理和光化学性质可调以及固有的生物降解性等优点。有效的π-π*跃迁形成的高度共轭系统使酞菁在NIR区域（即中心在600nm~700nm之间的Q带）具有强烈的吸收。通过引入中心金属、非外围（α位）取代基、外围（β位）取代基或轴向取代基等化学修饰手段，可实现酞菁的光学性能。但酞菁化合物存在光谱响应范围较窄、容易发生聚集性现象等缺点，制约其在光催化方面的应用。 本文通过醌类化合物作为桥联基团扩大酞菁分子中π电子共轭体系，不仅增强其热稳定性，扩大了其光谱响应范围，弥补酞菁类化合物在500nm~600nm区间无光谱吸收的缺陷。同时在酞菁上连接外围基团来增大空间位阻，阻止聚集现象的产生。 4-硝基邻苯二甲腈分别与对羟基苯甲酸丁酯、对叔丁基苯酚、8-羟基喹啉进行亲核取代反应得到6种双核酞菁的前驱体，4-氨基邻苯二甲腈分别与对苯醌、1,4-萘醌进行亲核加成反应得到双核酞菁的桥联基团，最后按照桥联基团与前驱体物质的量比为1:3的比例通过环四聚成功制备了六种新型锌酞菁配合物，分别为9(10),16(17),23(24)-三(4-甲酸丁酯氧基)-2(3)-(1,4-二亚二胺-2,5-环己二烯)双核锌酞菁（bi-B-BPC），9(10),16(17),23(24)-三(4-甲酸丁酯氧基)-2(3)-(1,4-二亚二胺萘)双核锌酞菁（bi-N-BPC），9(10),16(17),23(24)-三(4-叔丁基苯氧基)-2(3)-(1,4-二亚二胺-2,5-环己二烯)双核锌酞菁（bi-B-TPC），9(10),16(17),23(24)-三(4-叔丁基苯氧基)-2(3)-(1,4-二亚二胺萘)双核锌酞菁（bi-N-TPC），9(10),16(17),23(24)-三(喹啉-8-酰氧基)-2(3)-(1,4-二亚二胺-2,5-环己二烯)双核锌酞菁（bi-B-HPC），9(10),16(17),23(24)-三(喹啉-8-酰氧基)-2(3)-(1,4-二亚二胺萘)双核锌酞菁（bi-N-HPC）。 通过傅里叶红外光谱、核磁共振氢谱、紫外可见吸收光谱、电化学测试及热重分析来对制备的6种新型双核酞菁进行分子结构的确定、吸光性能、电化学性能以及热稳定性能的探究。结果表明物质结构得到确认；对比单核酞菁与所制备的6种新型双核酞菁对光的吸收范围，双核酞菁特征吸收峰都明显增强且bi-N-BPC的Q带都蓝移22nm，B带红移44nm，在550nm~600nm波长区间出现吸收；所制备的6种双核酞菁化合物均以单体分子存在，并未发生聚集；循环伏安法表明酞菁化合物的HOMO和LUMO分别与I3-/I-1和TiO2导带的能级匹配；热重分析表明6种双核酞菁化合物热稳定性能优异，在600℃开始分解失重。 水热法制备6种bi-B-BPC/P25,bi-N-BPC/P25,bi-B-TPC/P25,bi-N-TPC/P25,bi-B-H-PC/P25,bi-N-HPC/P25复合光催化剂。通过固体漫反射紫外分析，SEM,XRD等测试手段分析了双核酞菁/TiO2半导体复合光催化剂的光吸收性能、形貌结构、晶型结构。这6种复合光催化剂的光谱响应范围从紫外区域扩展到可见光区域，酞菁类化合物的负载使TiO2反应活性位点增多，负载并没有破坏TiO2晶型结构，保持其结构完整，同时催化活性没有遭到破坏。最后通过罗丹明B为降解污染物测试了在可见光环境中TiO2和6种复合光催化剂的光催化能力，结果证明6种复合光催化剂的催化活性均高于TiO2纯相催化剂。
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