氫能因其高效、環(huán)保、可儲(chǔ)存、可運(yùn)輸?shù)忍攸c(diǎn),是人類理想的可持續(xù)發(fā)展的新能源。半導(dǎo)體光催化產(chǎn)氫體系是利用太陽能分解水產(chǎn)氫的重要體系,染料敏化半導(dǎo)體光催化產(chǎn)氫是半導(dǎo)體光催化產(chǎn)氫的重要方式之一。雖然已經(jīng)有了許多關(guān)于染料敏化半導(dǎo)體光催化產(chǎn)氫的報(bào)道,但是作為體系核心部分的染料依然面臨不能充分利用太陽光、制備成本高、環(huán)境不友好等問題。葉綠素類染料具有豐富的來源、高消光系數(shù)、環(huán)境友好、容易提取和改性等優(yōu)點(diǎn),是一種極具潛力的光催化產(chǎn)氫的光敏化劑。TiO₂具有高穩(wěn)定性、高催化活性、無毒、經(jīng)濟(jì)成本低等特點(diǎn),已被廣泛應(yīng)用在半導(dǎo)體光催化產(chǎn)氫體系中,但TiO₂的帶隙較寬,因此只能在紫外區(qū)表現(xiàn)出光催化活性,染料敏化TiO₂是讓其在可見光下展現(xiàn)催化活性的一種有效方式,本論文中,我們利用設(shè)計(jì)的葉綠素染料和全色的葉綠素-吲哚二聯(lián)體（chlorophyll-indoline dyad）染料作為光敏劑用于敏化TiO₂光催化分解水產(chǎn)氫的研究,主要研究內(nèi)容如下:我們利用三種位于葉綠素分子四吡咯大環(huán)上C3或C17取代基位置帶羧基錨定基團(tuán)的三種葉... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

綠色植物的光合作用與水分解的人工光合作用

圖 1.2 半導(dǎo)體光催化分解水產(chǎn)氫基本過程（1）光子的吸收。半導(dǎo)體對(duì)光子的吸收能力與其能帶大小有關(guān)，吸收的光譜范圍越大，當(dāng)半導(dǎo)體被大于或等于其帶隙的光子照射時(shí)子被激發(fā)躍遷到導(dǎo)帶而產(chǎn)生光生電子（具有強(qiáng)還原性）而在價(jià)帶上具有強(qiáng)氧化性），從而形成光生電子-空穴對(duì)。（2）光生電子和空穴遷移到半導(dǎo)體表面。這一過程受半導(dǎo)體光催結(jié)構(gòu)、結(jié)晶度、粒子尺寸和比表面積的影響較大。晶體結(jié)構(gòu)的差異離和復(fù)合造成影響，如銳鈦礦型的 TiO2的光催化活性要明顯高于 TiO，這可能是因?yàn)榻鸺t石型 TiO的光生電子-空穴更容易發(fā)生復(fù)

圖 1.3 染料敏化半導(dǎo)體光催化分解水產(chǎn)氫基本過程 染料敏化劑的基本要求和主要類別作為染料敏化半導(dǎo)體產(chǎn)氫體系重要組成之一的光敏劑，主要起到的作用，理想的染料光敏劑應(yīng)具備以下條件：（1）敏化劑分子對(duì)太收范圍應(yīng)盡可能的寬，且具有較高的摩爾消光系數(shù)；（2）染料分子定集團(tuán)（-COOH，-H2PO3，-SO3H 等），并通過這些基團(tuán)與半導(dǎo)體學(xué)或者物理吸附作用；（3）能級(jí)要匹配，染料分子的 LUMO 能級(jí)導(dǎo)體導(dǎo)帶能級(jí)，才能保證激發(fā)態(tài)染料向半導(dǎo)體導(dǎo)帶的電子注入，且 H要低于電子給體的氧化還原電勢(shì)，才能夠讓染料再生；（4）染料分

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]半導(dǎo)體光解水制氫研究:現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)及展望[J]. 謝英鵬,王國勝,張恩磊,張翔.  無機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào). 2017(02)
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本文編號(hào)：3535231