含氫化酶功能模型配合物的光陰極制備及催化性能研究.pdf

1、自然界的[Fe-Fe]氫化酶具有高效催化質(zhì)子還原為氫氣的能力，通過(guò)對(duì)自然界氫化酶活性中心進(jìn)行功能模擬，建立光催化體系實(shí)現(xiàn)光致產(chǎn)氫已經(jīng)成為近年來(lái)科學(xué)家們的研究熱點(diǎn)。[2Fe2S]氫化酶模型配合物和丁二酮肟鈷配合物作為[Fe-Fe]氫化活性中心的功能模型配合物被廣泛的應(yīng)用于光致產(chǎn)氫體系中，但反應(yīng)體系必須加入抗壞血酸之類的電子犧牲劑。如果能把水作為電子供體引入到光催化產(chǎn)氫體系，就能夠從根本上解決能源危機(jī)及環(huán)境污染問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境友好的能量循環(huán)

2、過(guò)程。
　　本論文采用巰基乙酸及半胱氨酸作為連接劑，將CdS量子點(diǎn)吸附在p型氧化鎳半導(dǎo)體材料上制備光陰極，鉑作為對(duì)電極，Ag/AgCl作為參比電極，硫酸鈉水溶液作為電解質(zhì)，組裝光電化學(xué)池。在整個(gè)反應(yīng)體系沒(méi)有加入額外的電子犧牲劑。將丁二酮肟鈷配合物CoIII(dmgH)2(Me-py)Cl作為質(zhì)子還原催化劑引入光陰極之后，反應(yīng)體系的光電流有明顯增長(zhǎng)，且半胱氨酸作為連接劑時(shí)，體系光電流大于巰基乙酸作為連接劑的體系的光電流，可能是由于在

3、可見(jiàn)光的驅(qū)動(dòng)下，CdS向氧化鎳的空穴傳輸更快，使得光電流增大。由于催化劑容易從光陰極上面脫落，反應(yīng)體系光電流的增長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間不長(zhǎng)，體系的穩(wěn)定性有待進(jìn)一步提高。
　　采用CdS作為光敏劑，F(xiàn)e2S2(CO)6作為質(zhì)子還原催化劑，加入三乙醇胺作為電子犧牲劑組成均相光催化體系，在可見(jiàn)光的照射下，通過(guò)氣相色譜檢測(cè)到了氫氣，證明電子能夠從CdS導(dǎo)帶轉(zhuǎn)移到Fe2S2(CO)6催化劑上進(jìn)而將質(zhì)子還原為氫氣。接下來(lái)，分別采用巰基乙酸及半胱氨酸作為連