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维生素B12及其衍生物是一种高效的环境友好型催化剂,文献报道的大量研究主要是无氧条件下考察了该类催化剂的光催化脱卤活性。但该类催化剂在有氧条件下催化活性的报道还很少。本课题组前期工作中,将B12催化剂固载到介孔TiO2微球及P25型TiO2纳米球表面,所制备的复合催化剂在无氧、有氧条件下均呈现较高的光催化脱卤活性。二维层状材料由于其大的比表面积在储能、催化、吸附等领域展现了巨大的应用前景。为拓展B12基复合光催化剂的种类,本文先后选用了两种含钛二维层状材料:薄层TiO2纳米片和多层Ti3C2(OH)2纳米片作为载体,合成了B12-TiO2-N3、Co-TiO2-N3及B12-Ti3C2(OH)2-N3三种复合催化剂,以三氯甲苯为底物系统地探究了它们的光催化脱卤成酯反应性能。主要内容如下:首先,将维生素B12衍生物[CN(H2O)Cob(Ⅲ)7COOH]Cl和维生素B12的模拟物[Co(dmgH)24-COOHpyCl]分别与光敏剂N3染料通过一步法共固载到薄层TiO2纳米片表面,制备得到两种复合催化剂B12-TiO2-N3和Co-TiO2-N3。利用紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、高分辨透射电镜(HRTEM)、拉曼光谱(Raman)、X-射线能量色散光谱(EDX)、X-射线粉末衍射(XRD)等多种检测手段对复合催化剂的形貌和结构进行了详细表征。通过固载前后溶液紫外-可见吸收光谱的变化确定复合物B12-TiO2-N3中B12和N3固载量分别为6.3×10-5 mol/g和3.2×10-4mol/g;Co-TiO2-N3中Co和N3的固载量分别为1.7×10-5 mol/g和7.2×10-5 mol/g。有氧条件下光催化实验结果显示,可见光照射2 h,B12-TiO2-N3可催化三氯甲苯完全脱氯成酯,而Co-TiO2-N3在光照3h后也实现了催化三氯甲苯完全脱氯成酯。此外,两种复合催化剂都可以通过简单离心的方法实现回收再利用,且在循环使用三次后,催化效果无明显下降。由此说明,这两种复合光催化剂可以高效催化三氯甲苯完全脱氯成酯反应,在光催化脱卤反应中具有潜在的应用前景。其次,我们将B12衍生物[CN(H2O)Cob(Ⅲ)7COOH]Cl与光敏剂N3染料通过一步法共固载到Ti3C2(OH)2纳米片表面,制备得到了复合物B12-Ti3C2(OH)2-N3。利用UV-Vis DRS、SEM、IR、Raman、EDX、XRD等多种检测手段对复合催化剂的形貌和结构进行了详细表征。通过固载前后溶液紫外-可见吸收光谱的变化确定复合物B12-Ti3C2(OH)2-N3中B12和N3的固载量分别为2.3×10-5 mol/g和9.8×10-5 mol/g。光催化结果显示,有氧条件下,可见光照射3 h,苯甲酸甲酯的产率仅为66%。与复合物B12-TiO2-N3相比,催化活性相对较低。推测是由于Ti3C2(OH)2纳米片片层较厚,且是多层叠加,光敏剂感光效果不佳,影响了光敏剂与催化剂之间电子传输,同时也不利于底物分子与催化剂分子的充分接触,导致催化活性不高。