为了使金属酞菁更好地发挥其优异的光催化特性，通常将其负载于高分子材料等多种材料表面，其中纤维材料因表面积大和易于加工等优点被广泛使用。两者之间的结合方式主要包括共价键、配位键和离子键等，其中金属酞菁通过共价键与纤维载体结合较为稳定。首先在金属酞菁分子结构中引入具有反应性能的活性基团，然后与纤维表面的活性基团反应而形成共价键结合的纤维负载型金属酞菁，可使金属酞菁具有更高的催化活性和较好的化学稳定性。金属酞菁结构中的中心金属离子具有很强配位能力，也可直接与纤维载体表面的配位基团进行配位反应得到负载型金属酞菁。以此获得的配合物结构与自然环境中生物酶的活性中心结构相似，具有更强的催化氧化性能。而通过离子键将金属酞菁负载到带异种电荷的载体表面也是较常见的负载方法，材料表面带电基团的增加降低了金属酞菁聚集的可能性，有利于提高其催化性能。

3.10.1.1　改性金属酞菁负载纤维素纤维

首先以硝基邻苯二甲酸和尿素等合成四（2，4-二氯-1，3，5-三嗪基）氨基钴或锌酞菁（统称M-TDTAPc），并进而在其结构引入三嗪基。然后在65℃时使纤维素纤维分子结构中的羟基与M-TDTAPc中的三嗪基在Na2CO3存在条件下发生共价交联反应，得到改性金属酞菁负载纤维素纤维（M-TDTAPc-F），主要的反应过程如图3-77所示。

3.10.1.2　铁酞菁负载聚酯纳米纤维

首先将聚酯（PET）切片与配体聚4-乙烯基吡啶（P4VP）进行混合纺丝得到表面具有P4VP的PET纳米纤维，然后使P4VP与铁酞菁（FePc）进行轴向配位反应得到铁酞菁负载PET纤维催化剂（FePc-P4VP/PET），其主要过程如图3-78所示。

3.10.1.3　金属酞菁负载PAN纳米纤维

首先使硝基邻苯二甲酸、尿素、钼酸铵和氯化钴等发生反应，制备四硝基钴酞菁（Co-TNPc），然后使之与Na2S在DMF溶剂中发生反应得到四氨基钴酞菁粉末。将四氨基钴酞菁、无取代钴酞菁和四硝基钴酞菁等溶解于N-甲基吡咯烷酮或二甲基甲酰胺溶液中，并与PAN溶解液混合借助静电纺丝法制备钴酞菁/PAN纳米纤维。研究证明，把金属酞菁负载到PAN纳米纤维表面，能够明显增加金属酞菁的催化位点，同时也能避免金属酞菁因形成多聚体导致的催化活性下降。与化学接枝法相比较，静电纺丝负载法更简单方便，过程容易控制，能够解决某些金属酞菁因无接枝反应基团，难以在纤维表面负载的问题。为进一步提高钴酞菁的光吸收性，石墨相氮化碳（g-C3N4）可对其进行改性处理，得到的改性钴酞菁负载PAN纳米纤维具有更高的光催化特性。(www.daowen.com)

图3-77　改性金属酞菁的合成及其在纤维素纤维表面的负载反应过程

图3-78　FePc-P4VP/PET的制备路线

3.10.1.4　金属酞菁负载碳纤维

活性碳纤维具有比表面积大（＞1000m2/g）、孔隙结构均匀、吸附速度快和吸附容量大等优点。此外，活性碳纤维经表面改性处理后可引入不同功能性基团。因此，将金属酞菁的催化活性与活性碳纤维的表面结构特性相结合，通过共价键将金属酞菁以分子水平分散负载在活性碳纤维表面，不仅增加催化活性中心数量，而且金属酞菁的电子大π共轭体系与活性碳纤维上π电子体系结合有利于催化反应的电子转移，进一步提高了金属酞菁的催化活性。当活性碳纤维作为金属酞菁载体之前需要使用硝酸对其进行氧化处理引入表面羧基。然后经过一系列反应能够将金属酞菁负载在活性碳纤维表面，如图3-79所示。

图3-79　活性碳纤维表面改性和金属酞菁负载反应过程