發(fā)布時間：2017-08-15 07:20

  本文關(guān)鍵詞：新型Co、Ni配合物光催化劑的設(shè)計合成及其光解水制氫研究

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【摘要】：經(jīng)典的均相多組分光催化產(chǎn)氫體系包含催化劑、光敏劑、犧牲劑等。分子器件是將催化劑和光敏劑通過橋連配體連結(jié),原位合成的同時具有光敏和催化作用的一類配合物。近幾年,對分子器件的研究主要集中于貴金屬(Pt、Pd、Rt、Rh等)催化中心和貴金屬Ru光敏中心,雖然已有對以Co催化中心分子器件的研究,但其光敏劑部分仍使用貴金屬Ru,且光催化產(chǎn)氫活性較低。目前,在均相多組分光催化產(chǎn)氫體系中常用的光敏劑為有機染料,如曙紅Y、羅丹明6G、熒光素、藻紅B等,此類氧雜蒽醌類有機染料,價廉易得,吸光性好,三重激發(fā)態(tài)壽命較長。用有機染料替代分子器件中的貴金屬光敏劑,可降低分子器件的成本,提高其穩(wěn)定性,已成為一個新的研究熱點。本論文分別以聯(lián)吡啶鈷配合物和有機染料為構(gòu)筑單元,設(shè)計合成了3個基于非貴金屬的新型分子器件光催化劑,并通過元素分析、質(zhì)譜等現(xiàn)代測試技術(shù)對目標產(chǎn)物進行了測試和表征。在此基礎(chǔ)上,構(gòu)建了以分子器件為光催化劑、三乙胺為犧牲劑的均相單組分光催化產(chǎn)氫體系,考察和優(yōu)化了分子器件在可見光下的光催化產(chǎn)氫活性。在最佳產(chǎn)氫條件下,產(chǎn)氫活性最佳的分子器件1的最大產(chǎn)氫量為205.5±9.5μmol。此外,通過熒光性質(zhì)和電化學性質(zhì),推測了體系可能的產(chǎn)氫機理。由于水溶性量子點(例如:CdSe、CdTe)對可見光具有良好的響應,并具有光穩(wěn)定性好的特點,因而可大大提高光催化產(chǎn)氫體系的產(chǎn)氫活性,由此,本論文合成了一個新型巰基喹啉鎳配合物催化劑和用巰基丙酸保護的水溶性CdSe量子點光敏劑,并構(gòu)建了以三乙胺為犧牲劑的均相光催化產(chǎn)氫體系Ⅰ、Ⅱ,分別優(yōu)化了兩個體系中影響產(chǎn)氫活性的條件。在最佳產(chǎn)氫條件下,體系Ⅰ的最大產(chǎn)氫量為2105TON,體系Ⅱ的最大產(chǎn)氫量為3884TON。此外,通過熒光淬滅實驗和循環(huán)伏安實驗,進一步推測了體系Ⅰ可能的產(chǎn)氫機制。
【關(guān)鍵詞】：分子器件 巰基喹啉鎳配合物 光催化產(chǎn)氫 熒光 電化學 產(chǎn)氫機理
【學位授予單位】：鄭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O643.36;TQ116.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-32
• 1.1 引言9-10
• 1.2 光催化體系的光化學基本理論10-14
• 1.2.1 光敏劑的激發(fā)態(tài)---單重態(tài)和三重態(tài)10-11
• 1.2.2 光敏劑激發(fā)態(tài)的失活11-14
• 1.3 均相光催化產(chǎn)氫體系的光催化活性評價14-15
• 1.4 鈷分子器件和鎳-硫類產(chǎn)氫光催化劑的研究進展15-30
• 1.4.1 鈷分子器件的研究進展16-28
• 1.4.2 鎳-硫類產(chǎn)氫光催化劑的研究進展28-30
• 1.5 本論文的設(shè)計思路30-32
• 2 鈷分子器件的合成及其產(chǎn)氫性能研究32-54
• 2.1 引言32-33
• 2.2 實驗部分33-42
• 2.2.1 主要試劑33
• 2.2.2 主要儀器33-34
• 2.2.3 光催化制氫實驗方法及實驗裝置34
• 2.2.4 Co分子器件的制備34-42
• 2.3 結(jié)果與討論42-53
• 2.3.1 分子器件均相光催化制氫體系的構(gòu)建42
• 2.3.2 基于分子器件的均相光催化制氫體系的產(chǎn)氫條件優(yōu)化42-48
• 2.3.3 可能的產(chǎn)氫機理48-53
• 2.4 本章小結(jié)53-54
• 3 巰基喹啉-鎳光催化劑的合成及其產(chǎn)氫性能研究54-73
• 3.1 引言54-55
• 3.2 實驗部分55-57
• 3.2.1 主要試劑55
• 3.2.2 主要儀器55
• 3.2.3 光催化制氫實驗方法及實驗裝置55
• 3.2.4 巰基喹啉-鎳催化劑的制備55-57
• 3.2.5 巰基丙酸保護的水溶性CdSe（MPA- CdSe）量子點的合成57
• 3.3 結(jié)果與討論57-71
• 3.3.1 水溶性MPA-CdSe量子點的性質(zhì)57-61
• 3.3.2 光催化產(chǎn)氫體系I的構(gòu)建61
• 3.3.3 產(chǎn)氫條件的優(yōu)化61-64
• 3.3.4 光催化產(chǎn)氫體系I的產(chǎn)氫機理研究64-68
• 3.3.5 光催化產(chǎn)氫體系II的構(gòu)建68-69
• 3.3.6 產(chǎn)氫條件的優(yōu)化69-71
• 3.4 本章小結(jié)71-73
• 參考文獻73-78
• 在學期間發(fā)表的學術(shù)論文78-79
• 致謝79

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