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随着能源危机和环境问题的出现,迫使人类去寻找一种新型绿色环保的能源。氢能因其燃烧热高,且产物对环境没有影响,从而成为科学家研究的热点。氢能,主要通过水的裂解得到,而水在裂解过程中需要消耗能量,在自然界中,主要是通过厌氧微生物体内的氢化酶去完成水的裂解产氢过程,而微生物存在的条件要求较高,所以科学家们致力于模拟氢化酶的结构去人工合成催化剂,以便降低水裂解产氢所需要的能量。本论文完成的工作:1、合成与表征了 7 种配合物,配合物[LaFeCl]1、[LbFeCl]2、[CuI3(dppm)3(μ3-Cl)2]·[TCMA]3、[(bpy)2Ni(ClO4)2]4、Co(TCNQ)2 5、[Co2(HL)2(H2O)2](NO3)6、[(bpy)2Co(SCN)(Cl)]7。2、配合物的电化学研究(1)含不同组成的配体的两个铁配合物:具体研究了两种取代基不同的新型配合物1、2的电催化性能,配合物[LaFeCl]1在DMF中,过电势为941.6 mV,TOF为98.5 h-1,配合物[LaFeCl]1在pH=7的缓冲溶液中,过电势为836.6.6 mV下的TOF为676.6 h-1;配合物[LbFeCl]2在DMF中,过电势为941.6 mV下的TOF为50.6 H-1,配合物[LbFeCl]2在pH=7的缓冲溶液中,过电势为836.6.6 mV下的TOF为554.0 h-1。这些结果表明,在确定的铁配合物的催化活性的配位体的电子性质起着至关重要的作用。(2)含P配体的三核铜(I)的配合物:由dppm和CuCl反应得到的的三核铜(I)配合物,[CuI3(dppm)3(μ3-Cl)2]·[TCMA]3同样能作为催化剂产氢,在过电势为941.6 mV时,TOF=99.9h-1。(3)一个饱和的镍配合物:六配位的[(bpy)2Ni(ClO4)2]4由bpy和Ni(ClO4)2反应得到。惊喜的是,饱和的配合物同样能作为电催化剂。电化学研究表明它能在有机酸中产氢,在过电势为941.6 mV时,TOF=152.88 h-1(在CH3CN中),在中性缓冲溶液中(pH 7.0),过电势为836.6 mV下的TOF为1464 h-1。这一发现丰富了配体的合成。(4)特殊的离子盐:基于钴盐和TCNQ形成的电催化系统,Co(TCNQ)2 5在缓冲溶液中(pH 7.0)能有效产氢气,过电势为0.638 V下的TOF为767 h-1,结果表明,添加TCNQ是化合物5高催化活性的关键特征。这可以归因于引入TCNQ离子到钴中心,稳定钴的低氧化态。3、光催化研究(1)在蓝光(λmax = 469 nm)的照射下,[Co2(HL)2(H20)2](N03)6,抗环血酸和[Ru(bpy)3]Cl2,在pH 6.0的缓冲溶液中,TON为4314 moles h-1。(2)在pH 5.0的缓冲溶液中,[(bpy)2Co(SCN)(Cl)]7在初始3小时拥有高的TON为2.7×103 moles h-1,这一性质至少可以持续10小时,TON可达到1.2×104 moles h-1。