基于鈷的金屬有機(jī)超分子構(gòu)筑及在光解水制氫中的應(yīng)用.pdf

1、隨著能源危機(jī)日益加重，人們開始開發(fā)新的能源來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的化石燃料。氫能具有熱值高、燃燒產(chǎn)物無(wú)等眾多優(yōu)點(diǎn)，被公認(rèn)為石化燃料的最佳替代品，應(yīng)用前景廣泛。在此背景下，如何利用太陽(yáng)能光解水制取優(yōu)良的氫能成為大家研究的熱點(diǎn)，20世紀(jì)70年代日本科學(xué)家首次以單晶硅作為催化劑，成功利用太陽(yáng)能光解水放出氫氣，由此拉開了光催化制氫的序幕。
　　光催化制氫主要包括均相和非均相兩大體系，其中均相光催化制氫憑借催化條件緩和、效率高而備受關(guān)注。均相光催化體系

2、主要由質(zhì)子催化劑、光敏劑、電子犧牲體三部分組成，質(zhì)子催化劑主要起到降低反應(yīng)能壘、催化質(zhì)子還原放氫等重要作用，是整個(gè)催化體系的核心部分，設(shè)計(jì)出穩(wěn)定高效的質(zhì)子催化劑是均相光催化放氫反應(yīng)能否成功的關(guān)鍵因素。
　　氫化酶是普遍存在于細(xì)菌等生物體內(nèi)的一種放氫酶，它能夠起到催化氫質(zhì)子還原放出氫氣的作用。在仿生科學(xué)高度發(fā)展的今天，科學(xué)家們將模擬氫化酶和光催化制氫完美的結(jié)合起來(lái)。在成功的從生物體內(nèi)提取出氫化酶之后，通過(guò)對(duì)其晶體結(jié)構(gòu)分析和催化機(jī)理研

3、究之后，成功合成了一系列催化酶模擬物。主要包括Fe-Fe為催化中心的模擬酶、Fe-Ni為催化中心的模擬酶、以及Co等過(guò)渡金屬為催化中心的模擬酶。它們?cè)诤线m的均相催化體系中均可以放出氫氣，該催化體系不但催化效率高，而且徹底的擺脫了對(duì)貴金屬催化劑的依賴。
　　本文以Co為催化中心的模擬酶為基礎(chǔ)，利用分子自組裝技術(shù)分別合成單核、雙核、三核的金屬-有機(jī)超分子配合物的氫化酶模擬物作為質(zhì)子催化劑。我們以鈷的配合物為質(zhì)子催化劑、熒光素為光敏劑、