二氧化钛包覆球形金属酞菁仿生光催化脱硫性能研究及其高效降解二苯并噻吩机制探索

本综述系统探讨了通过π-π自组装构建的Mn2Pc2(EP)4/TiO2仿生光催化剂在非H2O2氧化体系中对二苯并噻吩（DBT）的高效降解性能，其脱硫效率达98.85%且循环稳定性优异，为绿色燃料脱硫技术提供了新策略。

　　

材料与方法

甲基双酚酸-双(3,4-二氰基苯基)醚（前体）由4,4-双(4-羟苯基)戊酸与4-硝基邻苯二甲腈合成。将Mn(CH₃COO)₂·4H₂O（1.54 mmol）与前体（0.5 mmol）在戊醇中回流反应，通过球形模板法自组装形成具有仿生氧载体功能的双核金属酞菁Mn₂Pc₂(EP)₄。

Mn₂Pc₂(EP)₄/TiO₂材料的结构与形貌分析

高分辨率透射电镜显示：TiO₂呈块状弱团聚形态（图3a-b），而Mn₂Pc₂(EP)₄为片状低团聚结构。Mn₂Pc₂(EP)₄/TiO₂复合材料的电镜图中可见大量深色Mn₂Pc₂(EP)₄颗粒锚定在TiO₂表面（图3c），证实通过平面共轭配体π相互作用成功构建异质结结构。紫外吸收光谱红移现象进一步验证了材料间强烈的π电子耦合效应。

结论

本研究通过π相互作用自组装制备的Mn₂Pc₂(EP)₄/TiO₂光催化剂，在正辛烷模型油中对DBT展现出高稳定性与氧化脱硫性能。不同水热温度制备的催化剂脱硫效率差异显著，最佳条件下达98.85%，且循环5次后仍保持92%活性。机理研究表明，通过Mn₂Pc₂(EP)₄自组装形成的^•O₂^?-[Mn₂Pc₂(EP)₄]⁺/TiO₂(e^?)活性中间体是高效降解DBT的关键物种。