隨著社會不斷的進步與發(fā)展,人們追求舒適安全生活環(huán)境的需求越發(fā)強烈,但層出不窮的能源危機及環(huán)境污染,促使化學家們不斷研發(fā)新型環(huán)境友好的材料。而將隨處可見的太陽能轉化為化學能加以利用,一直是科研工作的難點,使用太陽能催化產(chǎn)生清潔能源-氫能是一個最為理想的利用途徑。其中一個重要的領域是人工模擬自然界中產(chǎn)氫酶的活性中心來實現(xiàn)催化產(chǎn)氫。另一方面硫化氫分子與水分子有相似的結構,利用光催化分解硫化氫產(chǎn)生氫氣及單質(zhì)硫,即解決了硫化氫的污染問題,又同時生成了氫氣和硫,引起了廣大化學家的關注。金屬-有機多面體擁有明確的結構,剛性骨架,限域空腔以及豐富的主客體化學性質(zhì),這賦予了其多種優(yōu)秀的功能特性,在分子識別、選擇性催化等方面有著十分廣泛的應用。金屬-有機多面體的空腔結構可以用來模擬生物酶催化的微環(huán)境。在形成主客體包合物后,電子傳遞過程由原來的分子間過程轉為準分子內(nèi)過程,電子傳遞效率可以得到顯著增加。因此,本論文基于面導向配體結構可控,主客體作用強的優(yōu)勢,結合三苯胺的三臂結構,設計合成新型面導向配體,構筑具有內(nèi)部空腔的金屬-有機四面體結構,包合光敏劑分子,調(diào)控電子轉移途徑,使光催化制氫體系的效率得到提升。工作主要由以下兩個部分構成:一、以三臂面導向的三苯胺配體與Co(Ⅱ)離子配位自組裝,構筑了Co-TFT金屬-有機四面體結構。金屬鈷離子占據(jù)四面體的四個頂點,以六配位的方式與雙齒N、S螯合基團進行配位。該四面體結構可通過π-π作用對光敏劑熒光素分子進行包合。研究其在常溫常壓下光催化分解硫化氫的性質(zhì),優(yōu)化反應條件,以較高效率進行光催化硫化氫分解,催化劑的催化轉化率(TON)達到1751,而且在產(chǎn)生氫氣同時生成了硫單質(zhì)。二、選擇三臂面導向的三苯胺配體,通過亞組分自組裝的方法與4-咪唑甲醛以及具有氧化還原活性的Fe(II)可控構筑了金屬-有機四面體籠狀結構。Fe-TBAMZ以及光敏劑熒光素分子和電子犧牲劑三乙胺構筑了三組分光解水制氫體系。催化劑的光解水催化轉化率(TON)達到2197。研究表明包合體系改變了光解水制氫體系中光敏劑的電子轉移路徑,提升了光敏劑和催化劑Fe-TBAMZ間的電子轉移速率和催化效率,提供了一種研究光催化水分解制氫體系的新途徑。
【學位單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：O643.36;TQ116.2
【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
1 緒論
    1.1 金屬-有機超分子及熱力學、動力學表現(xiàn)
        1.1.1 金屬-有機超分子
        1.1.2 金屬-有機超分子組裝策略
        1.1.3 亞組分自組裝
            1.1.3.1 邊橋連的四面體籠狀結構
            1.1.3.2 面連接的四面體和立方體結構
        1.1.4 熱力學、動力學表現(xiàn)
    1.2 金屬-有機多面體的應用研究
        1.2.1 金屬-有機多面體的的識別響應過程
        1.2.2 通過主客體化學提升反應活性
            1.2.2.1 金屬-有機超分子及人工光合作用
    1.3 可見光驅動催化產(chǎn)氫反應
    1.4 光催化硫化氫分解
    1.5 本課題選題意義及主要工作
4（TFT）₄的合成及光催化硫化氫全分解'>2 金屬-有機四面體Co₄（TFT）₄的合成及光催化硫化氫全分解
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗原料、設備與表征儀器
            2.2.1.1 實驗原料
            2.2.1.2 實驗設備
        2.2.2 配體的合成及構筑金屬-有機四面體
    2.3 結果與討論
    2.4 本章小結
4（TBAMZ）₄的構筑及光解水制氫的研究'>3 四面體金屬-有機配合物Fe₄（TBAMZ）₄的構筑及光解水制氫的研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗原料、設備與表征儀器
            3.2.1.1 實驗原料
            3.2.1.2 實驗設備
        3.2.2 配體的合成及金屬-有機四面體的構筑
    3.3 結果與討論
    3.4 本章小結
結論
參考文獻
附錄A 部分反應產(chǎn)物的表征譜圖
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝

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本文編號：2846116