介绍
4-N-苯基苯酰胺（4-Phenylazophenol, 4-PAP）作为一种典型的偶氮类化合物，因其结构中含有共轭的偶氮键（-N=N-）和酚羟基，兼具光响应性、氧化还原活性及一定的生物毒性。它可以作为染料用于研究零价铁体系中的降解机制，也可以在微博辅助的作用下将石墨烯纳米片功能化。
4-N-苯基苯酰胺
零价铁（ZVI）体系中的降解机制
ZVI介导的还原降解
4-N-苯基苯酰胺作为模拟偶氮染料污染物，其降解机制在零价铁（ZVI）及 ZVI/过氧化氢（H₂O₂）体系中涉及还原断裂与氧化分解双重路径。在无H₂O₂条件下，微米级ZVI和纳米级ZVI均能通过电子转移还原4-N-苯基苯酰胺的偶氮键，生成苯胺和4-羟基苯胺。纳米级ZVI因更高的比表面积（62.28 m²/g 微米级ZVI为0.67 m²/g），反应速率更快，1小时内可完全去除，而微米级ZVI仅能去除60%。该过程依赖ZVI表面的直接电子转移，pH为3.0的条件下更利于质子参与反应，促进偶氮键断裂生成胺类产物。
ZVI/H₂O₂体系的氧化降解
当加入H₂O₂时，体系引入Fenton氧化路径：Fe²⁺与H₂O₂反应生成羟基自由基（・OH），攻击4-N-苯基苯酰胺的芳环，生成单羟基（MOH-4-PAP）和二羟基（DOH-4-PAP）衍生物。在pH为3.0条件下，纳米级ZVI/H₂O₂和微米级ZVI/H₂O₂体系均表现出更高的降解效率，完全去除4-N-苯基苯酰胺的时间显著短于传统Fenton体系。然而，pH升高至5.0时，纳米级ZVI与H₂O₂快速反应导致Fe³⁺沉淀，抑制氧化路径，而微米级ZVI因H₂O₂消耗较慢，仍以氧化为主。因此，纳米级ZVI在还原路径中效率更高，但H₂O₂存在时易因快速反应导致钝化；微米级ZVI在氧化路径中稳定性更优，适合pH稍高的场景[1]。
石墨烯纳米片的微波辅助功能化
4-N-苯基苯酰胺通过羟基与石墨烯纳米片（GNP）的共价偶联，可制备光响应性复合材料，应用于太阳能热存储和胶体稳定体系。
在路易斯酸（如AlCl₃、FeCl₂）催化下，4-N-苯基苯酰胺的酚羟基在微波辐射下与GNP发生亲电加成反应，形成稳定的共价键。AlCl₃因强路易斯酸性，催化效率最高，反应30分钟即可实现高接枝率，通过FTIR检测到C-O-C键（1122 cm⁻¹）和N=N键（1509 cm⁻¹）的特征吸收峰，证实功能化成功。修饰的GNP在丙酮中表现出优异的分散性，紫外-可见吸收光谱显示其吸光度稳定性优于未修饰GNP，归因于偶氮基团的亲油性和空间位阻效应[2]。
参考文献
[1]Donadelli A J ,Caram B ,Kalaboka M , et al. Mechanisms of 4-phenylazophenol elimination in micro- and nano-ZVI assisted-Fenton systems [J]. Journal of Environmental Chemical Engineering, 2020, 8 (1): 103624-103624.
[2]Amiri A ,Shanbedi M ,Ahmadi G , et al. Microwave-assisted direct coupling of graphene nanoplatelets with poly ethylene glycol and 4-phenylazophenol molecules for preparing stable-colloidal system [J]. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 2015, 487 131-141.