23161.新型非貴金屬光催化制氫材料的制備及其光解水制氫性能的研究

1、AdissertationsubmittedtoforthedegreeofMasterPreparationofNobleMetal—FreePhotocatalyticMaterialsandtheirPhotocatalyticPerformancesforHydrogenProductionbySplittingWaterSupervisor：ProfiYaotingFanAppliedChemistryTheCollegeof

2、ChemistryandMolecularEngineeringMarch2014摘要摘要?dú)錃庖云錈嶂蹈?、燃燒唯一產(chǎn)物水清潔無(wú)污染的優(yōu)點(diǎn)被認(rèn)為是未來(lái)的理想能源，將會(huì)取代化石燃料成為未來(lái)人類社會(huì)的主要替代能源之一。將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變成分子狀態(tài)的氫氣成為近年來(lái)學(xué)術(shù)界的研究熱點(diǎn)，而這一轉(zhuǎn)變反應(yīng)的關(guān)鍵是質(zhì)子還原催化劑，因此，設(shè)計(jì)制備廉價(jià)高效的均相質(zhì)子催化劑成為研究光催化制氫的關(guān)鍵，備受科學(xué)家的關(guān)注。這篇論文中，我們基于非貴金屬鈷，設(shè)計(jì)并制備了四種鈷配

3、合物，作為三組分光催化產(chǎn)氫反應(yīng)中的光催化劑，以有機(jī)雜葸醌類光敏染料作為光敏劑，三乙胺或三乙醇胺作為電子給體，構(gòu)建了均相的三組分光催化產(chǎn)氫體系。首先，我們以鈷配合物C1、C2為催化劑，氧雜葸醌類光敏染料曙紅Y作為光敏劑，三乙胺作為電子給體構(gòu)建了均相光催化產(chǎn)氫體系，成功的實(shí)現(xiàn)了可見光光催化分解水制氫，并對(duì)構(gòu)建的產(chǎn)氫體系進(jìn)行了一系列的產(chǎn)氫條件的優(yōu)化，均相光催化產(chǎn)氫體系在最佳的產(chǎn)氫條件下，相對(duì)于催化劑的TON可以達(dá)到249，體系的產(chǎn)氫壽命是2小

4、時(shí)，通過一系列對(duì)比實(shí)現(xiàn)我們找到了體系失活的主要原因。接下來(lái)的動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)詳細(xì)分析了光催化產(chǎn)氫反應(yīng)在不同的產(chǎn)氫條件下的控速步，為將來(lái)的反應(yīng)提供理論指導(dǎo)，并印證了反應(yīng)的產(chǎn)氫機(jī)理。然后，用鈷配合物C3、C4作為體系的光催化劑，曙紅Y作為光敏劑，三乙醇胺作為電子給體構(gòu)建均相三組分產(chǎn)氫體系，通過對(duì)產(chǎn)氫條件的優(yōu)化，在最佳條件下，經(jīng)過兩小時(shí)光照后，體系相對(duì)于催化劑C3、C4的TON分別為1013和1134在隨后對(duì)結(jié)構(gòu)相似光敏劑對(duì)產(chǎn)氫活性的研究中發(fā)現(xiàn)了光