Co-SiO2分子篩孔道內(nèi)組裝苝染料敏化劑及光性能研究.pdf

1、正如大家所知,當(dāng)今世界能源短缺,而太陽(yáng)能是取之不盡的自然能源,如何利用太陽(yáng)能光解水制氫,以及由此引發(fā)的光催化研究領(lǐng)域逐漸受到學(xué)者們的關(guān)注,離子摻雜和染料光敏化是提高光催化的有效途徑。苝類化合物是一類很好的染料敏化劑,但其只有在單分子狀態(tài)時(shí)熒光效率高,在高濃度溶液和固體中極易形成π-π聚集體發(fā)生熒光淬滅。介孔分子篩具有較高的比表面積和孔容,是一種很好的載體。分子篩自身優(yōu)良的特點(diǎn),也為雜原子進(jìn)入孔壁取代四面體位置中的硅原子提供了可能。以介孔

2、分子篩為載體,制備摻雜原子和單分子態(tài)苝酰亞胺/分子篩復(fù)合材料在利用太陽(yáng)能光解水制氫方面有很好的價(jià)值。近幾年,聚噻吩也是學(xué)者熱衷研究的一種敏化劑,制備出符合染料敏化劑條件的聚噻吩衍生物同樣可以有效提高光催化效率。
　　本論文首先通過(guò)在1,7-二溴苝酐的N原子位引入4-氨基吡啶基,1,7-bay位引入辛基酚基,合成出了具有高溶點(diǎn),高熒光效率的N,N'-二(4-吡啶基)-1,7-二(4-叔辛基酚氧基)-3,4,9,10-苝酰亞胺(以下簡(jiǎn)

3、稱 POPPDA)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明合成的POPPDA在可見光區(qū)有很好的吸收,在579nm有很強(qiáng)的熒光,具備了作為光敏化劑的基本條件。采用吸收光譜分析了N,N'-二(4-吡啶基)-1,7-二(4-叔辛基酚氧基)-3,4,9,10-苝酰亞胺在二氯甲烷溶液中時(shí)的0-0和0-1躍遷強(qiáng)度比值,以此來(lái)判斷聚集體的形成。
　　使用同晶取代法制備了摻雜鈷原子的MCM-41和SBA-15分子篩,最后通過(guò)浸漬法使 N,N'-二(4-吡啶基)-1,7-二

4、(4-叔辛基酚氧基)-3,4,9,10-苝酰亞胺負(fù)載到Co-MCM-41和Co-SBA-15分子篩中,得到有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合材料。通過(guò)核磁和紅外對(duì)制備的物質(zhì)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征,采用UV-vis和熒光光譜研究對(duì)復(fù)合物進(jìn)行了光性能表征。將POPPDA負(fù)載到Co-MCM-41和Co-SBA-15中得到的復(fù)合材料在可見光區(qū)同樣有很好的吸收,采用吸收光譜分析了N,N'-二(4-吡啶基)-1,7-二(4-叔辛基酚氧基)-3,4,9,10-苝酰亞胺負(fù)載到Co

5、-MCM-41和Co-SBA-15中時(shí),其0-1和0-0躍遷強(qiáng)度比值,以此來(lái)判斷聚集體的形成。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明這兩種復(fù)合材料在利用太陽(yáng)能光解水制氫方面有著很好的應(yīng)用前景。
　　本論文首先以3-噻吩甲酸為基本原料合成了3-噻吩甲酰氯,繼而以3-噻吩甲酰氯及4-氨基吡啶為原料,合成了N-(4-吡啶)-3-噻吩甲胺單體,最后對(duì)其進(jìn)行聚合,得到聚N-(4-吡啶)-3-噻吩甲胺。用核磁對(duì)其單體進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征,用UV-vis吸收光譜對(duì)其單體和聚合