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

  更多相關(guān)文章： 分子器件 巰基喹啉鎳配合物 光催化產(chǎn)氫 熒光 電化學(xué) 產(chǎn)氫機(jī)理

【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(guò)橋連配體連結(jié),原位合成的同時(shí)具有光敏和催化作用的一類配合物。近幾年,對(duì)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(duì)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(jī)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(jī)染料,價(jià)廉易得,吸光性好,三重激發(fā)態(tài)壽命較長(zhǎng)。用有機(jī)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(gè)新的研究熱點(diǎn)。本論文分別以聯(lián)吡啶鈷配合物和有機(jī)染料為構(gòu)筑單元,設(shè)計(jì)合成了3個(gè)基于非貴金屬的新型分子器件光催化劑,并通過(guò)元素分析、質(zhì)譜等現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)對(duì)目標(biāo)產(chǎn)物進(jìn)行了測(cè)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(jiàn)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(guò)熒光性質(zhì)和電化學(xué)性質(zhì),推測(cè)了體系可能的產(chǎn)氫機(jī)理。由于水溶性量子點(diǎn)(例如:CdSe、CdTe)對(duì)可見(jiàn)光具有良好的響應(yīng),并具有光穩(wěn)定性好的特點(diǎn),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(gè)新型巰基喹啉鎳配合物催化劑和用巰基丙酸保護(hù)的水溶性CdSe量子點(diǎn)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(gè)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(guò)熒光淬滅實(shí)驗(yàn)和循環(huán)伏安實(shí)驗(yàn),進(jìn)一步推測(cè)了體系Ⅰ可能的產(chǎn)氫機(jī)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(xué) 產(chǎn)氫機(jī)理
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：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(xué)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(píng)價(jià)14-15
• 1.4 鈷分子器件和鎳-硫類產(chǎn)氫光催化劑的研究進(jìn)展15-30
• 1.4.1 鈷分子器件的研究進(jìn)展16-28
• 1.4.2 鎳-硫類產(chǎn)氫光催化劑的研究進(jìn)展28-30
• 1.5 本論文的設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)方法及實(shí)驗(yàn)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(jī)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)方法及實(shí)驗(yàn)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(hù)的水溶性CdSe（MPA- CdSe）量子點(diǎn)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(diǎn)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(jī)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(xiàn)73-78
• 在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文78-79
• 致謝79

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