有機(jī)光敏染料分子設(shè)計(jì)、合成及其在太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化方面的應(yīng)用.pdf

1、太陽(yáng)光催化分解水制氫體系主要分為均相和多相兩類(lèi)，被稱(chēng)為21世紀(jì)“化學(xué)的圣杯”之一，是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為清潔、環(huán)?？稍偕茉匆詽M(mǎn)足日益增長(zhǎng)的能源需求的最佳途徑之一。染料敏化太陽(yáng)能電池體系簡(jiǎn)稱(chēng)DSSCs，能夠?qū)⑻?yáng)能直接轉(zhuǎn)化為電能，具有巨大的發(fā)展?jié)摿?，?duì)其的研究一直受到高度重視。設(shè)計(jì)合成有效的光敏劑用于捕獲太陽(yáng)能是光解水制氫體系與染料敏化太陽(yáng)能電池體系的關(guān)鍵性因素。其中以釕金屬配合物以及其他貴金屬(Ir、Pt)配合物作為光敏劑的研究占主導(dǎo)地位。

2、但是由于貴金屬配合物來(lái)源稀少、成本昂貴，限制其的實(shí)際應(yīng)用。
　　相比于貴金屬配合物，有機(jī)染料具有結(jié)構(gòu)多樣性，高摩爾消光系數(shù)，成本低廉，合成簡(jiǎn)單，環(huán)境友好等特點(diǎn)，但是，有機(jī)染料作為太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化的光敏劑報(bào)道相對(duì)較少，因此，探究新的、高效的有機(jī)光敏劑是光催化制氫和染料敏化太陽(yáng)能電池體系發(fā)展的關(guān)鍵。
　　本論文設(shè)計(jì)合成了9個(gè)氟硼吡咯光敏劑(B1-B9)，并將其應(yīng)用于光催化制氫和染料敏化太陽(yáng)能電池體系。探究其結(jié)構(gòu)與其光催化制氫活性和染料

3、敏化太陽(yáng)能電池性能的關(guān)系。對(duì)于均相光解水制氫體系，在最優(yōu)條件下，以2,6-位修飾碘原子，且羧基在鄰位的光敏劑B5活性最高，TON達(dá)到197。同時(shí)結(jié)合實(shí)驗(yàn)及理論計(jì)算結(jié)果，給出了該均相光催化制氫體系的還原猝滅機(jī)理。對(duì)于多相光解水制氫體系，以2,6-位修飾碘原子，且羧基在對(duì)位的光敏劑B3活性最高，TON達(dá)到70。對(duì)于敏化太陽(yáng)能電池體系，光電轉(zhuǎn)換效率以B1最佳。光解水制氫體系與染料敏化太陽(yáng)能電池體系性能的差異主要與電子傳遞方式與染料聚集相關(guān)。同