利用清潔能源替代傳統(tǒng)的化石能源是實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展亟需解決的重大問(wèn)題。氫氣作為理想的能源載體,燃燒的產(chǎn)物為水,無(wú)污染。植物通過(guò)光合作用在溫和條件下將水分解成氧氣（O2）,同時(shí)釋放出質(zhì)子（H+）和電子（e-）。少量的細(xì)菌和綠藻利用自身的氫化酶蛋白能將H+和電子e-快速耦合成H2,用于自身的新陳代謝。人工模擬自然界的光合作用,將水直接分解成H2和O2,被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)氫能源利用的有效途徑之一。貴金屬催化劑（鉑、釘）在光催化制氫反應(yīng)中展現(xiàn)了非常高的活性,但因其價(jià)格昂貴和儲(chǔ)量匱乏限制了實(shí)際中的推廣應(yīng)用。金屬鈷配合物具有良好的催化制氫活性,發(fā)展穩(wěn)定的金屬鉆催化劑用于高效制氫反應(yīng),一直是該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。為模擬氫化酶催化質(zhì)子還原過(guò)程中的“金屬-配體”協(xié)同作用,本論文在五甲基環(huán)戊二烯鈷配合物的內(nèi)配位層引入N或O原子作為堿性位點(diǎn)結(jié)合/傳遞質(zhì)子,協(xié)同金屬中心催化質(zhì)子還原制氫。我們利用所合成的金屬鈷配合物作為催化劑,探究了其在電催化和光催化條件下的制氫活性,發(fā)展了光催化還原苯乙烯類化合物的加氫還原反應(yīng);并通過(guò)光電測(cè)試實(shí)驗(yàn),研究了半導(dǎo)體與催化劑之間的光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移過(guò)程機(jī)制,具體結(jié)果如下:1.利用1,2-Ph... 

【文章來(lái)源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１各種能源在全球能源消費(fèi)的占比［６］??６

Ｆｉｇ．?１－３?Ｏｖｅｒａｌｌ?ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃ?ｗａｔｅｒ?ｓｐｌｉｔｔｉｎｇ?ｓｙｓｔｅｍ?（Ｚ－ｓｃｈｅｍｅ）?ｂａｓｅｄ?ｏｎ?ｔｗｏ??ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｚｅｒｓ［１２］．??因此，科研工作者引入一種人工光合系統(tǒng)（圖１－３）。在這種系統(tǒng)中，兩種光??敏劑通過(guò)Ｚ式構(gòu)型組合，氧氣和氫氣的生成是通過(guò)催化劑分別附著于光合系統(tǒng)Ｉ??和光合系統(tǒng)ｎ完成。這種光合系統(tǒng)在可見(jiàn)光和紅外光下即可實(shí)現(xiàn)活性研宄，因此??各種各樣的組合村料都可作為光敏劑１１２］。由于雙光敏劑系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)比單光敏劑??系統(tǒng)更加復(fù)雜，使其更加難以控制電子轉(zhuǎn)移的動(dòng)力學(xué)平衡和減少電子復(fù)合所造成??的能量損失［３】。因此，這種光合體系可以通過(guò)兩種光敏劑被分解為半反應(yīng)，分別??研究水氧化生成氧氣和質(zhì)子還原生成氫氣。??３??

寬的吸收光譜、和與水的氧化還原電位相匹配的價(jià)帶和導(dǎo)帶能量。??己報(bào)道的半導(dǎo)體敏化劑中，金屬被用來(lái)構(gòu)建導(dǎo)電帶（電子構(gòu)型ｄＧ，ｄ１Ｇ的金屬??陽(yáng)離子最優(yōu)），價(jià)帶由非金屬（氧，氮，銫，硫）構(gòu)成［３３］（圖１－５）。二氧化鈦具??有無(wú)腐蝕性、豐富度高、穩(wěn)定性高、環(huán)保性等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是光催化水分解最好??的催化劑。二氧化鈦具有較大的能隙（３．２ｅＶ），致使其只能吸收紫外區(qū)的光ｆＷ。??近十幾年，科學(xué)家通過(guò)不同的金屬與非金屬組合，合成出許多不同的半導(dǎo)體??材料，將其應(yīng)用光催化體系中。半導(dǎo)體材料通常具有理想的能帶位置，如Ｃ３Ｎ４，??ＣｄＳ，?ＣｄＳｅ，?ＳｉＣ，?Ｔａ３Ｎ５，和?ＴａＯＮ。因?yàn)榘雽?dǎo)體材料（Ｔａ３Ｎ５［３５，３６］，ＴａＯＮ［３５］和?ＣｄＳｅ［３７］）??６??


本文編號(hào)：3266353