氫具有非常高的能量密度,燃燒后只生成完全無污染的水,所以氫氣被認為是21世紀的理想燃料�；诖�,開發(fā)新型的成本低廉的基于地球富產(chǎn)金屬元素的產(chǎn)氫分子電催化劑是非常必要的。在各種制氫催化劑中,有一類存在于藻類體內(nèi)的金屬酶叫做氫化酶,它的金屬活性位點為非貴金屬的鎳或鐵原子,這種酶能夠可逆的催化質(zhì)子還原反應(yīng),而且其催化效率可與貴金屬鉑類催化劑的催化性能相媲美,故而氫化酶在開發(fā)新型非貴金屬產(chǎn)氫分子電催化劑方面有很大的前景。此外,大多數(shù)人為模擬的氫化酶活性位點的催化活性通常被少量氧氣的存在所抑制,這嚴重限制了其實際應(yīng)用。因此,發(fā)展新型氫化酶活性位點模擬物來解決這一問題是很有必要的�；诖�,本論文設(shè)計開發(fā)了一些新型的鎳配合物來模擬鎳鐵氫化酶活性位點的功能,構(gòu)筑了三個高效的鎳分子電催化體系。首先,本論文合成了一個基于雙(二苯膦)二茂鐵配體及苯二硫醇配體的二膦二硫醇鎳配合物1作為鎳鐵氫化酶的功能模型物,將其作為電催化產(chǎn)氫分子催化劑,在乙腈中以三氟乙酸為質(zhì)子源構(gòu)筑了一個非貴金屬的均相電催化體系,利用循環(huán)伏安法測得配合物1催化轉(zhuǎn)化頻率(TOF)最高可達600 s^-1,接近鎳鐵氫化酶(7...

【文章頁數(shù)】：100 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 前言
    1.2 分子催化劑的電催化產(chǎn)氫基本理論
        1.2.1 分子催化劑的電催化產(chǎn)氫機理
        1.2.2 分子催化劑電催化體系的研究方法
    1.3 電催化產(chǎn)氫體系中鎳分子催化劑的發(fā)展
        1.3.1 單核鎳分子催化劑
            1.3.1.1 鎳氮類配合物
            1.3.1.2 鎳硫類配合物
            1.3.1.3 鎳膦類配合物
        1.3.2 雙核鎳分子催化劑
    1.4 本論文的選題背景和依據(jù)
第2章 基于二膦二硫醇鎳配合物的電催化產(chǎn)氫研究
    2.1 前言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 本章實驗所用到的主要化學(xué)藥品及溶劑
        2.2.2 樣品的測試表征方法
        2.2.3 催化劑的合成與表征
    2.3 配合物晶體結(jié)構(gòu)解析
    2.4 配合物光譜性質(zhì)分析
    2.5 電化學(xué)測試及分析
        2.5.1 配合物的伏安法測試
        2.5.2 配合物循環(huán)伏安測試的數(shù)字模擬
        2.5.3 配合物的沖洗測試
        2.5.4 掃描速率對產(chǎn)氫速率的影響
        2.5.5 產(chǎn)物氫氣對產(chǎn)氫速率的影響
        2.5.6 一氧化碳對產(chǎn)氫速率的影響
        2.5.7 空氣中氧氣對產(chǎn)氫速率的影響
    2.6 鎳硫化合物1的催化制氫機理
    2.7 本章小結(jié)
第3章 基于二膦二硒醇鎳配合物的電催化產(chǎn)氫研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 本章實驗新涉及的試劑
        3.2.2 實驗所用到的儀器及測試方法
        3.2.3 配合物2 的合成與表征
    3.3 配合物的單晶結(jié)構(gòu)
    3.4 配合物的光譜性質(zhì)分析
    3.5 電化學(xué)測試
        3.5.1 配合物2 的伏安測試
        3.5.2 配合物2 的沖洗測試
        3.5.3 掃描速率以及催化劑濃度對電催化產(chǎn)氫的影響
        3.5.4 配合物2 循環(huán)伏安測試的數(shù)字模擬
        3.5.5 產(chǎn)物氫氣對電催化產(chǎn)氫的影響
        3.5.6 一氧化碳對產(chǎn)氫速率的影響
        3.5.7 空氣中氧氣對產(chǎn)氫速率的影響
    3.6 催化產(chǎn)氫機理分析
    3.7 本章小結(jié)
第4章 基于不同取代基的二膦二硒醇鎳配合物的電催化產(chǎn)氫研究
    4.1 前言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 本章實驗新涉及的化學(xué)試劑
        4.2.2 實驗所用到的主要測試方法
        4.2.3 配合物的合成與表征
    4.3 配合物4的單晶結(jié)構(gòu)解析
    4.4 配合物的光譜性質(zhì)分析
    4.5 電化學(xué)測試
        4.5.1 循環(huán)伏安測試
        4.5.2 配合物的掃描速率測試
        4.5.3 電催化質(zhì)子還原測試
    4.6 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻
致謝
附錄 A
個人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號：3752344