光催化CO₂還原成CO、CH₄和烴類衍生物的催化轉化體系既可以緩解溫室效應,又可以高效的實現(xiàn)人工碳循環(huán),具有重要的研究意義。光催化還原CO₂可利用太陽光作為能量輸入,是最清潔的CO₂轉化方式。但CO₂分子是直線型非極性分子,鍵能大不易被活化,在熱力學上能壘很高,該課題的研究仍具有很大的挑戰(zhàn)性。利用過渡金屬配合物分子催化劑均相催化還原CO₂是研究的方向之一,這種催化劑被廣泛應用于光催化和電催化體系,已有報道,但還有大量問題需要解決。1)、催化過程中涉及各組分之間電子轉移的機理不是很清楚。2)、大量貴金屬配合物催化劑的使用使得成本居高不下,所以開發(fā)以地球豐儲的過度金屬配合物作為催化劑以降低成本,與此同時,提高催化效率和選擇性也是目前研究的重要問題之一。針對上述問題,本文設計合成了4個基于Fe配合物的均相催化劑,研究了它們的光催化還原CO₂性能,并討論了反應機理。取得結果如下:1、鄰菲羅啉鐵（Ⅱ）配合物光催化還原CO₂... 

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
縮寫表
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 均相光催化還原CO_2的基本原理
    1.3 均相光催化還原CO_2的研究進展
        1.3.1 稀、貴金屬配合物作為催化劑
        1.3.2 廉價金屬配合物作為催化劑
        1.3.3 廉價光敏劑用于CO_2光催化還原
        1.3.4 超分子配合物均相光催化體系簡介
    1.4 本文的設計思路
第2章 多吡啶胺類鐵(Ⅱ)配合物的制備與光催化還原CO_2性能初探
    2.1 概述
    2.2 化合物合成、表征與分析
    2.3 光催化還原CO_2性能初探
        2.3.1 C3的基本光學電化學性質
        2.3.2 C3作為催化劑的光催化還原CO_2性能初探
    2.4 本章小結
第3章 鄰菲羅啉鐵(Ⅱ)配合物光催化還原CO_2性能研究
    3.1 概述
    3.2 化合物的合成與表征
    3.3 Fe(phen)_3Cl_2的基本電化學和光學性質
        3.3.1 Fe(phen)_3Cl_2的循環(huán)伏安掃描曲線
        3.3.2 Fe(phen)_3Cl_2的穩(wěn)態(tài)吸收光譜曲線
    3.4 鄰菲羅啉-Fe配合物的光催化還原CO_2性能研究
        3.4.1 溶劑-犧牲劑對體系光催化活性影響
        3.4.2 輔助犧牲劑BIH對體系光催化活性影響
        3.4.3 Fe(phen)_3Cl_2濃度對體系光催化活性的影響及控制實驗
        3.4.4 不同濃度光敏劑對體系光催化還原CO_2活性影響
        3.4.5 光照時間對體系光催化還原CO_2活性影響
        3.4.6 表觀量子效率的測定
    3.5 鄰菲羅啉-Fe配合物的光催化還原CO_2機理研究
        3.5.1 吸收光譜監(jiān)測
        3.5.2 動態(tài)光散射監(jiān)測及掃描電鏡
        3.5.3 高分辨質譜監(jiān)測
        3.5.4 激發(fā)態(tài)壽命測試及光敏劑的穩(wěn)態(tài)發(fā)射光譜猝滅
        3.5.5 ~(13)CO_2同位素標記定性實驗
        3.5.6 催化循環(huán)簡圖
    3.6 本章小結
第4章 實驗部分
    4.1 試劑與儀器
        4.1.1 試劑及預處理
        4.1.2 實驗使用的儀器
    4.2 實驗方法
        4.2.1 紫外-可見吸收光譜
        4.2.2 循環(huán)伏安掃描
        4.2.3 光催化還原CO_2活性篩選
        4.2.4 溶劑-犧牲劑比例優(yōu)化
        4.2.5 光敏劑濃度確定
        4.2.6 催化劑濃度的確定
        4.2.7 光照時間的確定
        4.2.8 催化活性數(shù)據(jù)的收集
        4.2.9 紫外-可見吸收光譜跟蹤反應
        4.2.10 高分辨質譜跟蹤反應
        4.2.11 發(fā)光壽命測量
        4.2.12 光敏劑發(fā)光猝滅與猝滅速率常數(shù)的計算
        4.2.13 動態(tài)光散射
        4.2.14 掃描電鏡與表面能譜
        4.2.15 ~(13)CO_2同位素標記實驗
        4.2.16 光催化表觀量子效率的測定
第5章 全文總結與展望
參考文獻
附錄
攻讀學位期間發(fā)表的學術論文和研究成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]均相體系可見光催化還原CO2研究進展和面臨挑戰(zhàn)[J]. 陳金平,都新豐,于天君,曾毅,張小輝,李嫕.  影像科學與光化學. 2015(05)
[2]動態(tài)光散射實驗[J]. 尚玉峰,蔣達婭,肖井華,楊胡江,王鑫.  物理實驗. 2004(10)



本文編號：3733620