基于CdSe量子點和非貴金屬分子催化劑的主-客包結體系及電極光催化產氫研究.pdf

1、利用太陽能光解水制氫是解決人類面臨的能源危機與溫室效應等問題的理想途徑，需要解決的關鍵問題之一就是要研發(fā)高效、穩(wěn)定、廉價的光催化制氫體系。近些年，文獻報道了許多例利用半導體材料作光敏劑，非貴金屬配合物作分子催化劑的雜化光催化產氫體系，其催化活性與體系壽命均高于以往報道的均相光催化體系;同時，光電化學池由于具有很好的應用前景而備受關注。論文開展了兩部分工作:(1)水溶性鐵鐵氫酶/CdSe量子點主-客體包結雜化體系光催化產氫性能的研究;(2

2、)以鈷配合物為催化劑，CdSe量子點為光敏劑的光陰極分子器件性能的研究。
　　選取水溶性鐵鐵氫酶Na[{μ-SCH2N(C6H4SO3)CH2S-}{Fe(CO)3}2](1)作為催化劑，6-巰基-β-環(huán)糊精（6-mercapto-β-cyclodextrin，6-SCD）修飾的CdSe量子點作為光敏劑，通過自組裝作用，構建了1/6-SCD-CdSe主-客體結構，用于光解水制氫。1H核磁共振譜和紅外光譜研究表明基態(tài)下1與6-SCD

3、-CdSe之間存在相互作用。電感偶合等離子體發(fā)射光譜(ICP)測試結果表明，在主-客體結構1/6-SCD-CdSe中，1的含量約為9.91(±0.15)％(w/w)。利用熒光光譜對光生電子從6-SCD-CdSe轉移到1的模式進行了研究，結果表明，1與6-SCD-CdSe之間以靜態(tài)淬滅為主。采用含非水溶性客體的鐵硫配合物[{μ-SCH2N(CH2C6H5)CH2S-}{Fe(CO)3}2](2)和無客體基團的鐵硫配合物[(μ-SCH2CH

4、2CH2S-){Fe(CO)3}2](3)為參比催化劑，分別與6-SCD-CdSe組成催化體系，比較研究表明，利用含水溶性客體的鐵硫配合物與環(huán)糊精形成主-客體結構可使體系的催化產氫TON提高約12倍。經25小時可見光照射后，催化產氫TON達到2500，在400 nm處的光量子產率為3.19％。
　　用p-NiO做空穴傳輸材料，利用原位生長的方法，將CdSe通過巰基乙酸負載到NiO薄膜上，并通過[(bme-dach)Co(NO)](

5、H2bme-dach=N,N'-二(2-巰基乙基)-1，4-二氮環(huán)庚烷）中硫原子的配位作用，將催化劑分子化學鍵合到CdSe量子點表面上，構建了NiO/CdSe/Co-NO光陰極分子器件。通過刮涂法制備了兩種厚度（NiO-Ⅰ，3.650μm和NiO-Ⅱ，5.680μm）的分子器件，在相對Ag/AgCl電極-0.4 V偏壓下，pH7.0的0.1 M Na2SO4溶液中，可見光照射下，光電流密度分別達到114μA cm2與109μA cm-2