多吡啶铂配合物的合成、光物理性质及光催化制氢研究

• 作 者: 张桂菊
• 机 构: 中国科学院大学
• 出 处: 中国科学院研究生院 中国科学院大学
• 发表日期: 2010年期

可见光催化分解水制氢是将太阳光能转化为化学能的一种途径,是一种利用太阳能解决能源短缺、气候变化和环境污染等问题的理想方式。本论文采用含有光敏剂、电子受体、催化剂以及牺牲剂的多组分体系进行光催化制氢研究,为了优化制氢体系同时提高制氢效率,设计合成了一系列多吡啶配体及相应的铂配合物,其中包括7个新配体和8个新配合物,并将其应用于光催化制氢反应,取得了一些有意义的结果:　　
1.合成了一系列电子受体与环金属6-苯基-2,2’-联吡啶铂配合物通过共价键连接的新型二元结构光敏剂,并且将其与三乙醇胺(TEOA)和胶体铂组成光催化体系进行了光催化制氢研究。结果表明,分子内电子转移有利于制氢效率及体系稳定性的提高。连接有吡啶电子受体的配合物1作为光敏剂的体系制氢效率以及稳定性高于其它几个配合物,这是由于光催化制氢效率取决于配合物本身结构及在TEOA存在下的稳定性。当分子扭曲程度增加,激发态能量损失越多,体系制氢的效率就越低。连接有甲基紫精电子受体的配合物10制氢效率较差,是由于其在TEOA条件下不稳定,发生了某种化学反应。　　
2.合成了一系列具有不同取代基的环金属6-苯基-2,2’-联吡啶铂配合物,研究了它们的光物理性质以及光催化制氢效率。首次在分子结构中引入巯基官能团,为简化制氢体系提供了一些借鉴。同时考察了电子中继体甲基紫精对于光催化制氢效果的影响。结果表明,体系的制氢效率与光敏剂的发光寿命一致,电子中继体甲基紫精的存在可以有效提高体系的制氢效率,但是对提高体系稳定性作用较小。　　
3.合成了一系列具有不同取代基的三联吡啶铂配合物,在充分研究这些配合物光物理和电化学性质的基础上,将其作为光敏剂与三乙醇胺和胶体铂组成光催化体系,研究它们的制氢效果。由于三联吡啶铂配合物的激发态容易通过非辐射途径失活,导致能量损失,因此它们的制氢效率较低。在光敏剂-电子受体二元结构基础上引入巯基官能团,为简化制氢体系提供了研究思路。