基于鈷的金屬有機超分子構筑及在光解水制氫中的應用.pdf

1、隨著能源危機日益加重，人們開始開發(fā)新的能源來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的化石燃料。氫能具有熱值高、燃燒產(chǎn)物無等眾多優(yōu)點，被公認為石化燃料的最佳替代品，應用前景廣泛。在此背景下，如何利用太陽能光解水制取優(yōu)良的氫能成為大家研究的熱點，20世紀70年代日本科學家首次以單晶硅作為催化劑，成功利用太陽能光解水放出氫氣，由此拉開了光催化制氫的序幕。
　　光催化制氫主要包括均相和非均相兩大體系，其中均相光催化制氫憑借催化條件緩和、效率高而備受關注。均相光催化體系

2、主要由質子催化劑、光敏劑、電子犧牲體三部分組成，質子催化劑主要起到降低反應能壘、催化質子還原放氫等重要作用，是整個催化體系的核心部分，設計出穩(wěn)定高效的質子催化劑是均相光催化放氫反應能否成功的關鍵因素。
　　氫化酶是普遍存在于細菌等生物體內的一種放氫酶，它能夠起到催化氫質子還原放出氫氣的作用。在仿生科學高度發(fā)展的今天，科學家們將模擬氫化酶和光催化制氫完美的結合起來。在成功的從生物體內提取出氫化酶之后，通過對其晶體結構分析和催化機理研

3、究之后，成功合成了一系列催化酶模擬物。主要包括Fe-Fe為催化中心的模擬酶、Fe-Ni為催化中心的模擬酶、以及Co等過渡金屬為催化中心的模擬酶。它們在合適的均相催化體系中均可以放出氫氣，該催化體系不但催化效率高，而且徹底的擺脫了對貴金屬催化劑的依賴。
　　本文以Co為催化中心的模擬酶為基礎，利用分子自組裝技術分別合成單核、雙核、三核的金屬-有機超分子配合物的氫化酶模擬物作為質子催化劑。我們以鈷的配合物為質子催化劑、熒光素為光敏劑、