Page 92 - 《精细化工》2023年第11期

·2404· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 40 卷

the control catalyst without CoPc loaded. Moreover, the catalyst exhibited easy recovery and good catalytic
activity after being recycled 5 times with the degradation rate of RhB maintained at 80.5%.
Key words: amphiphilic Janus; interfacial catalysis; cobalt phthalocyanine; photocatalysis; degradation;
functional materials

随着印染工业的发展，大量印染废水被排放到 子 ，采用 种子 溶胀乳 液聚 合法来 制备 雪人 状
环境中。印染废水中的染料性质稳定，不易降解， SiO 2 @PDVB/PS Janus 颗粒；使用 N,N-二甲基甲酰
且种类复杂，降解的中间产物对生物体具有危害， 胺（DMF）除去线性 PS 制备雪人状 SiO 2 @PDVB
且印染废水组成比较复杂，水中往往包含大量油性 Janus 颗粒；使用苯酐-尿素法得到四酰胺基钴酞菁
物质。因此，寻找一种能够处理复杂水油体系中染 〔CoPc(CONH 2 ) 4 〕，在碱性条件下进一步水解制备
料的高效催化剂具有重要意义 [1-3] 。 CoPc；使用带有—NH 2 的硅烷偶联剂 KH-550 改性
金属酞菁具有独特的高度共平面的大环共轭芳 SiO 2 @PDVB Janus 颗粒得到氨基化二氧化硅@聚二
香结构，不仅可以作为电子受体，也可以作为电子 乙烯基苯（NH 2 -SiO 2 @PDVB）Janus 颗粒；最后，
供体 [4-6] ，因此可成为良好的催化剂 [7-10] 。然而，金 通过酰胺化将 CoPc 选择性负载到 NH 2 -SiO 2 @PDVB
属酞菁通常由于 π-π 共轭作用而发生聚集，形成二 Janus 颗粒的 SiO 2 组分上，获得两亲性雪人状钴酞
聚体或者多聚体，进而严重影响其催化效率 [11-14] 。 菁-二氧化硅@聚二乙烯基苯（CoPc-SiO 2 @PDVB）
FANG 等 [15] 将八羧基铁酞菁固定在凹凸石棒上制备 Janus 催化剂；将该颗粒同时作为固体乳化剂和界面
了一种新型纳米复合催化剂，在过氧化氢存在下， 催化剂用于乳液界面光催化水溶性染料 RhB 的降
其对罗丹明 B（RhB）降解率达到 90%。GORDUK 解，旨在为高效、可循环利用的界面催化剂的研究
等 [16] 使用 水热法制备了 5 种酞 菁 - 二氧化钛 提供新思路。
（Pc-TiO 2 ）纳米复合材料，在可见光照射下，130 min
1 实验部分
内 5 种光催化剂均可完全降解亚甲基蓝。研究表明，
将金属酞菁负载在载体上能有效阻止金属酞菁的聚 1.1 试剂与仪器
集，从而发挥其良好的催化性能 [17-18] 。针对复杂多 PS 空心球（HP-433），工业级，美国 Rohm &
相体系的应用，具有两亲性的载体能够更好地发挥 Haas 公司；MPS、KH-550，分析纯，山东优索化工
催化剂活性。1992 年，DE GENNES [19] 提出 Janus 科技有限公司；DVB、尼罗红，分析纯，上海麦克
颗粒的概念，Janus 颗粒具有非对称结构，拥有明显 林生化科技股份有限公司；偶氮二异丁腈（AIBN）、
的分区，且不同分区的物理或化学特性不同或相反。 过硫酸钾（KPS）、十二烷基硫酸钠（SDS），分析纯，
通过理论计算，Janus 颗粒比相同尺寸的均质颗粒具 国药集团化学试剂有限公司；偏苯三酸酐、六水合
有更高的界面活性和解吸能 [20-22] 。SUN 等 [23] 通过种 氯化亚钴、四水合钼酸铵、氯化铵、尿素、NaOH、
子乳液聚合制备了两亲性雪人状二氧化硅@聚二乙 浓盐酸（质量分数 37.2%）、NaCl、碱性氧化铝
烯基苯/聚苯乙烯（SiO 2 @PDVB/PS）Janus 颗粒，实 （Al 2 O 3 ），分析纯，天津市大茂化学试剂厂；RhB，
现了单个颗粒对亲水性/亲油性的集成，颗粒具有明 分析纯，天津市化工研究所；过氧化氢（质量分数
显的分区结构，可以通过选择性修饰分别对不同分 30%）（H 2 O 2 ）、无水乙醇（EtOH）、DMF，分析纯，
区进行改性，并且颗粒易于分离回收，从而循环使 天津市富宇精细化工有限公司；去离子水，自制。
用。ZHAO 等 [24] 将聚离子液体修饰到 SiO 2 @PDVB/ Gemini 300 型扫描电子显微镜（SEM），德国
PS Janus 颗粒亲水一侧，在水油乳液体系内，8 h 可 ZEISS 公司；JEOL JEM-2100 Plus 型透射电子显微
降解 91.1%的甲基橙，高于均相体系（84.6%）。 镜（TEM），日本电子株式会社；Nicolet iS50 型傅
根据之前的研究工作，本文拟制备两亲性雪人 里叶变换红外光谱仪（FTIR）、ESCALAB 250Xi 型
状 SiO 2 @PDVB Janus 颗粒，进一步将钴酞菁（CoPc） X 射线光电子能谱仪（XPS），赛默飞世尔科技（中
选择性修饰于颗粒一侧，作为催化剂应用于乳液界 国）有限公司；STAR 型热重分析仪（TG），瑞士
面光催化染料的降解。以二乙烯基苯（DVB）为原 Mettler Toledo 公司；CX 33 型光学显微镜，日本
料，线性聚苯乙烯（PS）空心球为种子，采用种子 Olympus 公司；TU 1901 紫外-可见分光光度计
溶胀乳液聚合法来制备聚二乙烯基苯/聚苯乙烯 （UV-Vis），北京普析通用仪器有限公司。
（PDVB/PS）交联球；以 3-(甲基丙烯酰氧)丙基三 1.2 方法
甲氧基硅烷（MPS）为原料，PDVB/PS 交联球为种 CoPc-SiO 2 @PDVB Janus 催化剂的制备过程示