新型鈦氧簇合物的合成及性質研究.pdf

1、染料敏化太陽能電池在光電轉換方面因其具有低成本、高效能的特點而引起科學家廣泛的關注。就其原子結構和化學活性而言,鈦氧簇合物是聯(lián)系實際染料敏化的TiO2納米材料與理論模型的橋梁。鈦氧材料在光解反應、光催化、氣體傳感和分解有毒有機污染物等方面表現(xiàn)出優(yōu)良特性。作為鈦氧材料的前驅體,新型鈦氧簇合物的合成、結構和光電性質的研究受到極大重視。溶劑熱法合成的新型鈦氧簇合物,因其新穎的結構及獨特的性質逐漸成為人們研究的熱點。因此,本論文的目在于對溶劑熱

2、合成方法進行深入研究,選擇合適的有機配體,合成新穎的鈦氧簇合物,研究其晶體結構及光電方面的性質。論文的主要工作包括以下四個方面:
　　(1)本文首先對溶劑熱方法合成的金屬氧簇合物的結構、性質、用途的研究進展進行了簡要的介紹;其次對溶劑熱合成的新型鈦氧簇化合物的晶體結構研究進展及性質作了詳細的綜述。
　　(2)通過溶劑熱方法,成功合成了簇合物[Ti17O28(OiPr)16(Cophen)2](1)和[Ti17O28(OiPr

3、)18(Cdphen)2](2),該簇合物的結構可以描述為兩個由M-phen配合物修飾的Ti17簇。通過金屬配合物的配位改變了簇的能帶結構,提高了材料對光的吸收波長范圍。將Co-phen配體修飾的Ti17簇用作前驅體,制備得到的膜具有獨特的微觀結構,呈現(xiàn)出漂亮的帶孔洞空心球結構、碗狀和甜甜圈形狀。對由 Co-phen修飾的Ti17簇制備的膜電極進行了光電性質的測定,結果表明Co-phen配位結構在電子轉移上起到關鍵的作用。證明了TOCs

4、的表面功能化在理論和實際方面都有獨特的應用。
　　(3)通過溶劑熱方法,選擇了9-蒽酸作為有機功能配合物,制備合成了鈦氧簇合物模型化合物[Ti6O6(OiPr)6(9-AC)](3)和[Ti6O4(OiPr)6(cat)4(9-AC)2](4),并研究了其結構、熒光及光電響應性質。觀察到晶體在不同溶劑中的熒光變化。溶液經光照后熒光猝滅,通入氧氣熒光復原,具有開關性能。同時研究了9-蒽酸與二氧化鈦半導體之間的電子轉移,發(fā)現(xiàn)9-蒽酸是