本文關(guān)鍵詞：具有電催化水分解性能的鈷、鐵配合物的設(shè)計(jì)、合成與研究

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【摘要】：飛速發(fā)展的當(dāng)今社會(huì)對能源的需求量日益增多,化石能源的的有限性使可再生能源的開發(fā)變得迫在眉睫,而氫能因其諸多方面的優(yōu)點(diǎn)成為當(dāng)今科學(xué)家研究的熱點(diǎn)。自然界中,微生物利用氫化酶催化裂解水生成氫氣從而滿足自身能量的需求,這種生物現(xiàn)象給研究分子催化劑的科學(xué)家?guī)韱⑹�。本工作致力于設(shè)計(jì)新型配位體和組裝不同類型過渡金屬配合物,尋找新的水裂解催化劑。本論文工作包括:1)為探究配體取代基不同對配合物電催化制氫性能的影響,本文設(shè)計(jì)合成兩個(gè)類似的配體2-吡啶氨基-N,N-二(2-甲基-4,6-二甲基苯酚)(H_2L_A)和2-吡啶氨基-N,N-二(2-亞甲基-4,6-二氯苯酚)(H_2L_B),并分別用這兩個(gè)配體合成制備出配合物[Co~Ⅲ_2L_ACl_2] 1 和[Co~Ⅲ_2L_BCl_2]2。電催化性能研究后,測得兩配合物在pH 7.0下的TOF(turnover frequency)值分別為457.4(1),454.6 h-1(2),表明配體取代基對配合物電催化制氫性能的影響不明顯。2)為探究中心金屬不同對配合物電催化制氫性能的影響,本文采用2-吡啶氨基-N,N-二(2-甲基-4,6-二甲基苯酚)(H_2L_A)為配體分別合成配合物[Co~Ⅲ_2L_ACl_2] 1 和 [Fe~Ⅲ_2L_A(HO)2]3。電催化性能研究后,測得兩配合物在pH 7.0下的TOF(turnover frequency)值分別為457.4(1),1076 h-1(3),表明以H_2L_A為配體時(shí),中心金屬為鐵的配合物3比中心金屬為鈷的配合物1的電催化制氫性能更好。3)為驗(yàn)證配合物催化制氫活化點(diǎn)存在兩種可能性,一種活化點(diǎn)在中心金屬處,一種在N原子上。本文設(shè)計(jì)合成出多配位點(diǎn)的配體2,6-二氨基-3-[(2-甲氧基)苯偶氮基]吡啶(H_2LC),1-[2-羧甲基苯]-3-(2-吡啶)三氮烯(HLD),用這兩種配體分別合成制備出配合物[Co~Ⅱ_2LCCl_3]Cl 4,[Co~ⅢL_(D3)]5。兩種配合物都具有良好的電催化制氫性能,在pH 7.0下的TOF(turnover frequency)值分別為1332(4),1990 h-1(5)。其中配合物[Co~ⅢL_(D3)]5很好地證實(shí)N原子也可作為催化活化點(diǎn)。4)本文制備出一種結(jié)構(gòu)簡單的配合物[Co~ⅡA_2(H_2O)_2]6(A:吡啶甲酸離子),發(fā)現(xiàn)該配合物也具有一定的電催化制氫的性能,在pH 7.0下的TOF(turnover frequency)值分別為722.1 h-1(6)。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O641.4

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1 周明華,吳祖成,汪大，

本文編號：1198140