第一作者：Ying Yang

通讯作者：Yunshan Zhou

通讯单位：北京化工大学

研究内容：

本文将具有光敏性的5, 10, 15, 20-四(4-氯)苯基卟啉(简称TClPP)和α-Keggin型多酸H₅PV₂Mo₁₀O₄₀(简称H₅PVMo)结合，制备出一种对化学战剂芥子气2-氯乙基乙基硫醚(CEES)具有光催化降解作用的有机-无机杂化材料[C₄₄H₂₈N₄Cl₄]_1.5[H₂PMo₁₀V₂O₄₀]·2C₂H₆O (简称H₂TClPP-H₂PVMo)，并采用IR，核磁，热重，元素分析等测试手段对其结构进行了表征。研究了材料H₂TClPP-H₂PVMo (1×10^-6 mol/L)在空气气氛和可见光照射条件下，在甲醇和甲醇-水混合溶剂(v/v=1:1)中均相光催化降解CEES (5 μL)的性能，结果在甲醇中反应180 min时对CEES的降解率达到99.52%，在甲醇-水混合溶剂中反应90 min时对CEES的降解率达到99.14%，且反应过程均符合一级反应动力学，在甲醇和混合溶剂中的半衰期和动力学常数分别为33.0 min, -0.021 min^-1和15.7 min, -0.043 min^-1。机理分析表明在空气气氛和光照条件下，H₂TClPP-H₂PVMo在甲醇溶剂中对CEES主要经过氧化和醇解降解机理过程，其中氧化降解过程是利用材料H₂TClPP- H₂PVMo产生的单线态氧¹O₂和超氧自由基O₂^•−作为氧化降解CEES的主要活性氧物种，且H₂TClPP-H₂PVMo(Φ=0.73)材料相较于TClPP(Φ=0.35)具有更高的单线态氧量子产率；H₂TClPP-H₂PVMo材料在甲醇-水混合溶剂中降解CEES则经过的是氧化，水解和醇解多机理降解过程。

要点一：

按照文献方法制备了TClPP和H₅PV₂Mo₁₀O₄₀，并通过常温下简单的搅拌，将两种材料成功结合成H₂TClPP-H₂PVMo。对合成的H₂TClPP-H₂PVMo杂化材料进行了红外、核磁、热重和光谱滴定实验以证明材料的成功合成。

要点二：

研究了H₂TClPP-H₂PVMo在甲醇溶液和甲醇/水溶液两个体系中对芥子气模拟剂CEES的光催化降解性能。在甲醇溶液中，当反应时间为180 min时，有光或无光条件下H₅PVMo对CEES均具有20%左右的降解率，TClPP在光照条件下对CEES的降解率为55.31%，TClPP和H5PVMo对CEES的降解率之和低于H₂TClPP-H₂PVMo的99.52%。在甲醇/水溶液中，当反应时间为90 min时，H₂TClPP-H₂PVMo在光照条件下对CEES的降解率为99.14%，而TClPP在光照条件下对CEES的降解率为95.16%，降解效果要低于H₂TClPP-H₂PVMo。

要点三：

为了确定H₂TClPP-H₂PVMo在溶剂中降解CEES所产生的活性氧种类，本文通过加入活性氧清除剂来鉴定反应过程中活性氧种类。确定了H₂TClPP-H₂PVMo杂化材料主要通过产生O₂^•−和¹O₂来实现对CEES的降解。

参考文献

Ying Yang, Fangsheng Tao, Lijuan Zhang, Yunshan Zhou, Yuxu Zhong, Shubo Tian, Yong’an Wang. Preparation of a porphyrin-polyoxometalate hybrid and its photocatalytic degradation performance for mustard gas simulant 2-chloroethyl ethyl sulfide. CCL. 2021, https://doi.org/10.1016/j.cclet.2021.09.093.