隨著化石燃料的短缺和環(huán)境污染的日益嚴(yán)重,太陽能作為地球的最終能量來源,受到越來越廣泛的關(guān)注。人工光合作用可以利用太陽能將H₂O分解為H₂和O₂。水分子的分解反應(yīng)包括水氧化半反應(yīng)和質(zhì)子還原半反應(yīng)。其中水氧化半反應(yīng)所需的過電勢和動力學(xué)能壘較高,被認(rèn)為是水分解反應(yīng)的瓶頸。因此,開發(fā)性能優(yōu)異的水氧化催化劑（WOCs）對于實現(xiàn)高效的水分解是必不可少的。自然界光合系統(tǒng)（PSII）中的析氧復(fù)合體（OEC）為研究者提供了設(shè)計高效水氧化催化劑的思路。然而,自然界OEC中氨基酸配體及Mn簇的復(fù)雜結(jié)構(gòu)導(dǎo)致OEC的合成非常困難。因此,研究人員試圖通過引入可以作為質(zhì)子受體的配體,如含羧酸的配體代替氨基酸配體以及用單核或雙核的過渡金屬原子代替Mn簇,設(shè)計合成結(jié)構(gòu)簡單,過電位低、大周轉(zhuǎn)數(shù)、高周轉(zhuǎn)率的過渡金屬配合物作為水氧化分子催化劑。對催化劑的配體進行修飾或者改變配體的空間結(jié)構(gòu)可以提高催化劑的催化活性。采用量子化學(xué)計算方法深入探討配體對催化劑性能的影響以及催化劑作用機理可以為設(shè)計性能優(yōu)異的催化劑提供理論指導(dǎo)。本論文內(nèi)容包括四章,第一章主要介紹水氧化反... 

【文章來源】：東北師范大學(xué)吉林省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：56 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
英文摘要
第一章 引言
    1.1 均相水氧化反應(yīng)分類
        1.1.1 電催化水氧化反應(yīng)
        1.1.2 光催化水氧化反應(yīng)
        1.1.3 化學(xué)催化水氧化反應(yīng)
    1.2 過渡金屬水氧化催化劑
        1.2.1 Ru配合物催化的水氧化反應(yīng)
        1.2.2 Ir配合物催化的水氧化反應(yīng)
        1.2.3 Co配合物催化的水氧化反應(yīng)
        1.2.4 Cu配合物催化的水氧化反應(yīng)
    1.3 本論文的選題意義與研究內(nèi)容
        1.3.1 選題意義
        1.3.2 研究內(nèi)容
第二章 理論基礎(chǔ)和計算方法
    2.1 密度泛函理論簡介
    2.2 過渡態(tài)理論簡介
    2.3 過渡態(tài)的計算方法
        2.3.1 TS方法
        2.3.2 QST2方法
        2.3.3 QST3方法
第三章 釕羧基配合物催化水氧化反應(yīng)的理論研究
    3.1 前言
    3.2 計算方法
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 氧化活化過程
        3.3.2 O?O鍵形成過程
        3.3.3 氧氣釋放過程
    3.4 結(jié)論
第四章 鈷二甲胺配合物催化水氧化反應(yīng)的理論研究
    4.1 前言
    4.2 計算方法
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 單水分子配位
        4.3.2 雙水分子配位
    4.4 結(jié)論
結(jié)論
參考文獻
致謝
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【參考文獻】：
博士論文
[1]基于過渡金屬鈷、銅、鎳的配合物催化水氧化的研究[D]. 林軍奇.蘭州大學(xué) 2019
[2]雙錳基水氧化仿生分子催化劑的密度泛函理論研究[D]. 周婷.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2015
[3]新型金屬釕配合物催化水氧化反應(yīng)的研究[D]. 姜毅.大連理工大學(xué) 2013



本文編號：3020495