[发明专利]一种金属酞菁/PHBV复合催化薄膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于催化剂技术领域，具体涉及一种金属酞菁/PHBV复合催化薄膜的制备方法。

背景技术

金属酞菁衍生物由亚胺桥键连接四个对称的异吲哚单元构成的π电子共轭大环化合物，由于其特殊的结构具有优良的催化性能，在化工合成、材料、能源和环境处理领域中广泛用作催化合成和催化降解研究。金属酞菁由于外围基团可修饰的特点可分为水溶性和非水溶性两大类，相关文献(陈文兴，吕素芳，潘勇，等.新型水溶性钴酞菁的制备及其催化氧化硫醇的性能[J].化学学报，2005，63(6)：507-511.)报道了制备一种水溶性金属酞菁并研究了对硫醇的催化氧化性能。但在金属酞菁催化降解及催化合成过程中，更多的重点是放在金属酞菁负载化的探究中。目前已经报道的金属酞菁的载体种类有纤维(专利号200610052458.7)、树脂(专利号201210340091.4)、固体碱性氧化物(专利号97112307.1)、分子筛(专利号201010141616.2)等，2008年申请号为200810059241.8(公开日2008年7月9日)的发明专利提出了一种有机废水处理的方法，将金属酞菁负载到活性炭中去除水体中的有机污染物。

高分子材料正在得到越来越广泛的应用，其中的聚羟基丁酸戊酸酯(PHBV)具有良好的生物相容性、生物可吸收性和降解性能、良好的塑性加工性能、压电性，光学活性等许多优良特性。近年来，PHBV与高分子、有机或无机材料共混制备复合材料的研究逐渐增多。其中的高分子材料如聚乳酸、聚乙二醇、竹浆纤维、茶多酚等，无机材料有石墨纳米片、纳米羟基磷灰石、粘土、β-Ca₂SiO₄和ZnO等。2013年申请号为201310438067.9(公开日2014年01月22日)的发明专利提出了PHBV复合材料及其制备方法和应用，向PHBV溶液加入聚酰胺-胺树形高分子溶液，制得PHBV/聚酰胺-胺树形高分子的共混溶液，将其倒入模具中，铺膜，待溶剂挥发后制备PHBV复合材料，并且PHBV复合材料应用于制备薄膜。课题组成员用溶液浇注法制备PHBV装载改性纳米TiO₂薄膜，申请国家发明专利并授权，申请号为201210057808.4(公开日2012年08月01日)。但是目前国内外还没有金属酞菁与PHBV结合制备催化材料的相关研究报道。

发明内容

本发明的目的在于克服金属酞菁催化剂在使用过程中出现的易团聚、难回收和重复使用等问题，提供一种金属酞菁/PHBV复合催化薄膜的制备方法，该方法制得的复合薄膜具有良好的成膜性能、重复使用性能和无毒、环保等优点，负载的金属酞菁催化剂具有较高的催化活性。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：金属酞菁/PHBV复合催化薄膜的制备方法，具体步骤依次为：

步骤1、金属酞菁溶液的准备

在容器中加入0.05-2.0g的水溶性金属酞菁和5-20mL氯仿，10-30℃超声溶解0.5-2h后置于回流装置中60-90℃回流2-8h，形成A溶液；所述的水溶性金属酞菁可以是磺酸基金属酞菁、羧基金属酞菁、(2，4-二氯-1，3，5-三嗪基)氨基金属酞菁中的一种或多种，金属酞菁的中心金属离子可以是铁离子、钴离子、镍离子、铜离子、锌离子、镁离子或铝离子。

步骤2、PHBV溶液的准备

在另一个容器中加入0.2-1.0g的含HV的摩尔百分数为5.0-25.0％的PHBV和5-50mL氯仿，70-90℃超声溶解0.5-2h，即为B溶液；

步骤3、金属酞菁/PHBV复合催化薄膜的制备

将A溶液倒入B溶液中，10-60℃搅拌2-5h，得到C溶液；在通风橱内30-60℃条件下使C溶液的溶剂挥发，在10-30℃干燥成膜，制得具有催化活性的金属酞菁/PHBV复合催化薄膜(MPc/PHBV)。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：

(1)本发明采用PHBV作为金属酞菁的担载体，实现了载体的无毒环保的目的，PHBV易成膜，制备方法简单。

(2)本发明将金属酞菁担载到PHBV中制备得到PHBV担载金属酞菁复合催化薄膜，解决了金属酞菁在溶液中的团聚问题，实现了金属酞菁催化剂的易回收和可重复使用。

附图说明