有機(jī)染料光敏劑的合成及其在光催化產(chǎn)氫體系中的應(yīng)用.pdf

1、近100年來，化石燃料的開采和消耗帶來了日益嚴(yán)重的環(huán)境問題，如溫室效應(yīng)、霧霾、大氣污染等。將取之不盡的太陽能轉(zhuǎn)化為潔凈無污染的氫能是從根本上解決環(huán)境污染及能源危機(jī)的理想途徑之一。自然界中一些藻類由于體內(nèi)存在氫化酶，可通過光合作用產(chǎn)生氫氣。受此啟發(fā)，模擬自然界光合作用開發(fā)高效的人工光合作用體系，驅(qū)動(dòng)能量貧乏的水分子分解生成能量豐富的氫分子受到國(guó)內(nèi)外科學(xué)家的高度關(guān)注。
　　開發(fā)活性高、穩(wěn)定性好的光敏劑是光催化產(chǎn)氫體系研究的關(guān)鍵。本論文

2、中，我們基于非貴金屬鈷肟配合物作為催化劑，三乙醇胺(TEOA)作為電子供體，設(shè)計(jì)合成了兩類有機(jī)染料作為光敏劑，構(gòu)建均相光催化產(chǎn)氫體系，該體系完全不含貴重金屬。
　　首先，我們以間溴苯胺為原料，通過四步反應(yīng)合成了三種氧雜蒽醌類有機(jī)染料，分別為Si、Ge、Sn取代吡羅紅框架結(jié)構(gòu)中的氧原子而得到的衍生物，并通過質(zhì)譜和核磁共振對(duì)這三種吡羅紅衍生物進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定。構(gòu)建使用合成的三種氧雜蒽醌類有機(jī)染料作為光敏劑、鈷肟配合物Co1作為催化劑、TE

3、OA作為電子供體的均相光催化產(chǎn)氫體系，對(duì)體系的產(chǎn)氫條件進(jìn)行了一系列的優(yōu)化，優(yōu)化結(jié)果為體積比為1∶1的乙腈水溶液作為反應(yīng)溶劑，TEOA(6％)為電子供體，pH值為7。該體系在最優(yōu)條件下，產(chǎn)氫壽命為18h，產(chǎn)氫周轉(zhuǎn)數(shù)(TON)分別為203、228、258。
　　隨后，我們以N，N-二甲基間溴苯胺為原料，通過四步反應(yīng)合成了七種新型的含氮雜環(huán)吖啶鹽類有機(jī)染料，并通過質(zhì)譜和氫核磁共振對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定。構(gòu)建以合成的含氮雜環(huán)吖啶鹽染料作為光敏劑

4、、鈷肟配合物Co1作為催化劑、TEOA作為電子供體的三元光催化產(chǎn)氫體系。對(duì)體系產(chǎn)氫條件進(jìn)行一系列的優(yōu)化，優(yōu)化結(jié)果為體積比為1∶1的乙腈水溶液作為反應(yīng)溶劑，TEOA(6％)為電子供體，pH值為7。在最優(yōu)條件下，以含氮雜環(huán)吖啶鹽12和15為光敏劑時(shí)，體系具有最高的產(chǎn)氫活性和最長(zhǎng)的產(chǎn)氫壽命，產(chǎn)氫時(shí)間長(zhǎng)達(dá)50h，相對(duì)于光敏劑的TON分別為1100和1280。
　　以有機(jī)染料作為光敏劑具有結(jié)構(gòu)易變、種類繁多、成本低等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于構(gòu)建光催化產(chǎn)氫