理论教育 改性棉纤维铁配合物的光吸收性能分析

改性棉纤维铁配合物的光吸收性能分析

时间:2023-06-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:与Fe3+发生配位反应所得的三种Fe-PCA-Cotton在紫外和可见光谱区的吸收峰强度均显著增强,这表明PCA-Cotton与Fe3+配位反应有利于改善棉纤维的光吸收性能,不仅使其光吸收强度增加,而且使其宽度从紫外光谱区域拓宽至可见光区域。一方面是因为棉纤维配体中的O原子具有两对孤对电子,有利于形成的金属配合物发生电荷转移现象,这使配合物在可见光区域可以产生较强的吸收峰。图3-41给出了棉纤维和EDTA-Cotton及其铁配合物的DRS谱图。

改性棉纤维铁配合物的光吸收性能分析

如图3-40所示,棉纤维的DRS谱图仅在紫外光区域(200~400nm)范围内有微弱的吸收峰,这主要是由棉纤维大分子结构中的不饱和键π—π从基态到激发态的跃迁所导致的。与Fe3+发生配位反应所得的三种Fe-PCA-Cotton在紫外和可见光谱区的吸收峰强度均显著增强,这表明PCA-Cotton与Fe3+配位反应有利于改善棉纤维的光吸收性能,不仅使其光吸收强度增加,而且使其宽度从紫外光谱区域拓宽至可见光区域。这主要是由Fe-PCA-Cotton表面的羧基向Fe3+的电荷转移和Fe3+的d-d电子跃迁所致。一方面是因为棉纤维配体中的O原子具有两对孤对电子,有利于形成的金属配合物发生电荷转移现象,这使配合物在可见光区域可以产生较强的吸收峰。另一方面,在PCA-Cotton配体的作用下,Fe3+的d轨道可能会发生分裂,导致禁阻d-d电子跃迁变为允许跃迁,使配合物在可见光区域产生较弱的吸收。

图3-41给出了棉纤维和EDTA-Cotton及其铁配合物的DRS谱图。与Fe3+发生配位反应所生成的Fe-EDTA-Cotton在紫外和可见光谱区的吸收峰强度与EDTA-Cotton相比均有显著增强,且QFe值的升高可以促进其对光的吸收性能。这说明Fe3+的引入能够显著促进棉纤维的光吸收性能,不仅使其光吸收强度增加,而且使其宽度从400nm的紫外光谱区域拓宽至600nm的可见光区域,对太阳光或LED光源的利用率提高,更有利于其在水体中染料或Cr6+的去除过程中作为光催化剂的应用。

图3-40 三种不同结构Fe-PCA-Cotton样品的DRS谱图(www.daowen.com)

图3-41 EDTA-Cotton及其铁配合物的DRS谱图

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