在現(xiàn)代能源挑戰(zhàn)的局勢下,全球能源需求上升以及能源安全問題激發(fā)了人們對可替代可持續(xù)能源的研究。氫氣是一種高效清潔的新能源,因為其原料和化學(xué)產(chǎn)物都是水。自然界中的氫化酶可以在分子的基礎(chǔ)上僅利用其活性位點中的鐵、鎳實現(xiàn)高效率的質(zhì)子還原。然而,酶的活性體積受限于尺寸,其關(guān)鍵的催化反應(yīng)僅發(fā)生在一些較大的支架內(nèi)的相對較小的活性位點上。因此,發(fā)展新型氫化酶活性位點模擬物可以解決這一問題,其中分子催化劑可以通過保留生物或材料中的小的功能單位,而舍棄多余的支架來實現(xiàn)更大的體積活性。基于此,本論文首先設(shè)計合成并表征了兩個模擬氫化酶活性位點的鎳(II)配合物Ni-TPA(TPA=三[(2-吡啶基)甲基]胺)和Ni-BAPA(BAPA=[雙(6-氨基-2-吡啶基甲基)](2-吡啶基甲基)胺),嘗試通過在催化劑的配體上引入氨基的直接化學(xué)修飾調(diào)節(jié)電催化產(chǎn)氫性能。結(jié)果表明,在乙腈溶液中,以對甲苯磺酸為質(zhì)子源,利用循環(huán)伏安法分別測得配合物Ni-TPA和Ni-BAPA的催化轉(zhuǎn)化頻率最高可達(dá)201 s^-1和2425 s^-1,這項工作可以揭示鎳基分子催化劑的結(jié)構(gòu)和電催化活性之間的...

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 電催化制氫基本研究
        1.2.1 分子催化劑電催化體系的機理研究
        1.2.2 分子催化劑電催化體系涉及的相關(guān)參數(shù)
    1.3 光催化制氫基本研究
    1.4 電催化產(chǎn)氫體系中鎳分子催化劑的研究進(jìn)展
        1.4.1 四氮雜-鎳大環(huán)配合物
        1.4.2 硫醇鎳配合物
        1.4.3 鎳膦配合物
        1.4.4 鎳多吡啶配合物
    1.5 催化產(chǎn)氫體系中鉬分子催化劑的研究進(jìn)展
        1.5.1 基于鉬分子催化劑的電催化制氫的研究進(jìn)展
        1.5.2 基于鉬分子催化劑的光催化制氫的研究進(jìn)展
    1.6 本研究課題的研究意義與內(nèi)容
第2章 基于三[(2-吡啶基)甲基]胺鎳配合物的均相電催化制氫體系的研究
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 本章實驗所用到的主要化學(xué)藥品、溶劑及儀器
        2.2.2 樣品的表征與性能測試方法
        2.2.3 配體及配合物的合成與表征
    2.3 配合物Ni-BAPA晶體結(jié)構(gòu)解析
    2.4 電化學(xué)性能測試及分析
        2.4.1 配合物的循環(huán)伏安測試
        2.4.2 配合物的掃描速率測試
        2.4.3 配合物的濃度電化學(xué)測試
        2.4.4 配合物在乙腈中的電催化產(chǎn)氫測試
        2.4.5 配合物的沖洗測試
        2.4.6 掃描速率對產(chǎn)氫速率的影響
        2.4.7 配合物濃度對產(chǎn)氫速率的影響
        2.4.8 催化劑在有機相中的電解測試
    2.5 化合物Ni-TPA和Ni-BAPA的催化制氫機理
    2.6 本章小結(jié)
第3章 基于二硫化鉬模擬物的均相制氫體系的研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 本章實驗新涉及的試劑與藥品
        3.2.2 本章實驗新涉及的儀器
        3.2.3 樣品的表征與性能測試方法
        3.2.4 配合物的合成與表征
    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 配合物在有機相中的電化學(xué)測試
        3.5.2 配合物M4在水溶液中的電化學(xué)測試
    3.6 光致產(chǎn)氫測試及分析
        3.6.1 混合溶劑下的光催化產(chǎn)氫測試
        3.6.2 混合溶劑下的汞中毒實驗
        3.6.3 混合溶劑下的體系失活原因探究
        3.6.4 純水條件下的光催化產(chǎn)氫測試
        3.6.5 純水條件下的汞中毒實驗
        3.6.6 體系失活原因探究
    3.7 機理分析
    3.8 本章小結(jié)
第4章 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
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：3910894