四苯基卟啉铁的应用与研究

2025/7/10 9:54:08 作者:风华

简述

四苯基卟啉铁是一种含铁的卟啉化合物,分子式为C44H28ClFeN4,分子量为704.02,又可称作四苯基卟啉氯化铁,通常呈现红色或紫红色晶体形态。关于该物质,其具有明显的可见光吸收特性,易受光、热影响,因此在储存与运输过程中需要注意避光保存。

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关于四苯基卟啉铁的制备,可以取代四苯基卟吩和铁盐为原料按照一定摩尔比反应实现。

含量测定

文献报道了一种卟啉及金属卟啉含量的测定方法。该法首先用薄层色谱法检验样品纯 度,用光谱法进行定性测定,然后采用分光光度计,分别测定四苯基卟啉,四苯基卟啉钴,四苯基卟啉铁和四苯基卟啉锰在其最大吸收波长处吸光度值,利用测定数 据计算试样中卟啉化合物含量。该方法测定结果稳定,准确,重现性好,所需设备少,操作简便,实用性强,特别适合于四苯基卟啉及其金属络合物的合成以及四苯 基金属卟啉作为催化剂在仿生催化环己烷生产环己醇,环己酮过程中催化剂含量的定量测定[1]。

应用

四苯基卟啉铁主要用于用于催化剂的研究制备以及光电设备研发设计等,下面就其中几种应用实例展开详细介绍:

(1)卟啉衍生碳基PtFe合金材料的制备。将生物质花生壳粉与活化剂混合,热处理,得到花生壳生物质碳;将得到的花生壳生物质碳与苯甲醛,吡咯混合进行原位反应,得到5,10,15,20-四苯基卟啉生物碳载体复合物;将5,10,15,20-四苯基卟啉生物碳载体复合物与PtCl2反应生成5,10,15,20-四苯基卟啉铂,而后与四苯基卟啉铁混合,得到前驱体;对该前驱体进行热解处理得到卟啉衍生碳基PtFe合金材料。后续实验表明,所得材料能够有效提高氧还原催化性能及析氢催化性能,且具有良好的催化稳定性[2]。

(2)磷酸铁锂复合正极材料的制备。步骤如下:S1,称取锂源,磷酸铁和四苯基卟啉铁混合后进行球磨,得到前驱体;S2,将所述前驱体在溶剂中分散,得到分散液;S3,将所述分散液进行研磨,喷雾干燥,烧结,得到磷酸铁锂复合正极材料。该发明以四苯基卟啉铁为造粒网络团,通过造粒网络团的构建,得到了大小均匀分布的类球形结构,并且碳包覆均匀。此外,四苯基卟啉铁产生的氮缺陷,有利于磷酸铁锂材料制成正极片后与电解液的接触,同时缩短离子扩散距离,以促进锂离子的嵌入与脱出,可以大幅度提高所得磷酸铁锂材料的性能[3]。

(3)一种污水处理剂的制备。相应污水处理剂包含以下组分:过碳酸钠10-15份,四苯基卟啉铁0.1-0.3份,高铁酸钾10-20份,硅藻土2-4份,木质素20-40份。制备方法包括以下步骤:在粉末搅拌机中首先加入硅藻土和木质素,快速搅拌使其混合均匀,然后加入四苯基卟啉铁,最后加入过碳酸钠以及高铁酸钾,制备得到印染污水处理剂。该发明制备的印染污水处理剂为固态粉末,容易储存和使用,加入水体后可以在短时间内将印染污水的COD降低,达到排放标准[4]。

有关研究

为检测食品变质过程中产生的乙二胺气体,采用Alder法合成四苯基卟啉和四苯基卟啉铁化合物,通过核磁(1H NMR)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、红外光谱(IR)、紫外可见光谱(UV-Vis)等手段对其进行表征,并以四苯基卟啉铁作为敏感试剂,利用旋涂法制备了四苯基卟啉铁薄膜/K+交换玻璃光波导传感元件,对多种气体进行检测。

结果表明,该传感元件对乙二胺气体具有较好的选择性响应,较高的灵敏度,在1×10-10~1×10-4(V/V0;V:被检测气体体积,V0:空气体积)体积比范围内,体积比与输出光强度间线性关系良好(R=0.9940),响应时间和恢复时间分别为3s和11s,信噪比S/N=4.8,RSD=0.5%(V/V0=1×10-7)。平行试验中,其结果也具有良好的线性关系(R=0.9985),证明该传感元件对乙二胺气体检测的准确性。该类基于四苯基卟啉铁的传感元件在食品品质检测方面有很好的应用与发展[5]。

参考文献

[1]贾长英,唐丽华,张晓娟,等.四苯基卟啉及其金属络合物的光谱定量测定方法:CN200910010680.4[P].

[2]杨天乐,陈艳丽,王洪记,等.一种卟啉衍生碳基PtFe合金材料,其制备方法及应用,以及空气电极和燃料电池:CN202210568751.8[P].

[3]陈霞,刘兴亮,程蒙,等.一种磷酸铁锂复合正极材料及其制备方法:CN202010656419.8[P].

[4]丁俊铭.一种印染污水处理剂及其制备方法:CN 201610046264[P].

[5]王佳明,燕音.基于四苯基卟啉铁敏感膜的玻璃光波导传感器对乙二胺的响应特性[J].应用化学, 2017, 34(7):8.DOI:10.11944/j.issn.1000-0518.2017.07.160414.

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