多酸基d金属-氮唑配合物的组装与光解水制氢性能
发布时间：2021-03-18 18:50
氢能,具有清洁无污染和高效燃烧值等优点,被当今人类认为是最理想的清洁能源之一。在诸多制氢（H2）的方法中,光催化分解水制氢是当今最温和最节能的方法。在光催化分解水制氢的过程中,光催化剂是决定制氢效率和成本的关键因素。多金属氧酸盐（简称多酸）是一种由前过渡金属形成的无机金属氧簇,具有与无机金属氧化物半导体相似的电子和光响应特性,并且可以进行快速、可逆的多电子转移而不改变其结构的性质。因此,多酸是一种理想光催化剂,但由于传统多酸材料具有较窄的吸光范围而产氢性质较弱,因而为增加此类催化剂的可见光吸收能力,往往需要向催化体系内引入协同催化的贵金属助催化剂。但贵金属助催化剂的成本较高,限制了多酸催化剂材料光催化分解水产氢的广泛应用。为了解决传统多酸光催化剂吸光范围窄的问题,又为了避免由于引入贵金属催化剂造成的制氢成本较高的问题,本文提供了一种制备高性能多酸基非贵金属催化剂的策略:通过采用过渡金属和有机配体组成的配合物对多酸进行修饰,在水热条件下,制备了6例新型多酸基非贵金属光催化剂。1.将两种金属-双配体体系（Cu+pzta+bpy和Cu+pzta+bibe）,分别修饰不同...
【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
000-2018年中国能源消费变化情况与2019-2025年预测
哈尔滨理工大学工学硕士学位论文-3-势，一般采用具有较低电势的贵金属。其次半导体光催化反应中产生的光生空穴-电子对极容易复合，这在太阳能的人工转化的过程中是难以避免的，光生空穴-电子对的复合分为体相内的复合以及半导体表面的复合，当催化剂的粒径足够小的时候，体相内的复合可以忽略，只需要考虑半导体的表面复合[13]。有效的控制光生电子-空穴的复合率是提高光催化分解水产氢效率的一种有效途径。图1-2光催化制氢基本原理图Fig.1-2Thebasicprincipleofphotocatalytichydrogenproduction1.3多金属氧酸盐概述多金属氧酸盐(Polyoxometalate,POM)，简称为多酸。从1826年开始，多酸经历了100多年的研究历史，是催化化学和药物化学等领域的重要研究对象。多酸是由多个金属含氧酸根离子经过脱水缩合而形成的金属氧簇化合物，根据是否含有杂原子分为同多酸和杂多酸，同多酸是由多个同种含氧酸根离子缩合形成的，而杂多酸是由多个不同种含氧酸根缩合而成。多酸结构中包含杂原子和配原子，其中配原子的元素包括：Mo、W、V、Nb和Ta等金属元素，而杂原子却包含70多种元素：包括全部的第一系列的过渡金属，部分的第二第三系列过渡金属元素等。多酸包含着6种常见的经典结构，分别是Keggin、Dawson、Silverton、Lindqvist、Anderson和Waugh结构(如图1-3)。虽然多酸研究领域具有悠久的历史，但在当今多酸还是科研领域的常青树，近些年来有多种新型多
哈尔滨理工大学工学硕士学位论文-4-酸和通过多酸拓展的多元化合物多有报道[14-16]。图1-3六种经典多酸结构Fig.1-3SixclassicalPOMstructures1.4多金属氧酸盐在光催化分解水产氢的应用多金属氧酸盐是一类具有确定结构的多金属氧簇，其组成、电荷和结构都可以调节。在光催化反应中，它们可以进行快速的、可逆的、逐步的多电子转移，而不改变其结构。近年来，多酸作为光催化剂在光催化分解水制氢反应中得到了广泛的应用。多酸具有与金属氧化物半导体相似的能带结构，并且具有合适的禁带宽度(禁带宽度约为3.1~4.6eV)，从而成为优良的无机半导体光催化材料(如图1-4)[17-18]。迄今为止，多酸直接作为光催化剂的例子还很少，这是因为多酸作为一种宽带隙的材料在光催化分解水实验中需要强紫外光的激发以及贵金属助催化剂协同催化才能实现高性能的光解水产氢。
【参考文献】：
期刊论文
[1]关于利用太阳能光解水制氢的研究[J]. 金振声,李庆霖. 化学进展. 1992(01)
博士论文
[1]过渡金属—刚性/柔性有机胺基团修饰的经典多金属氧簇的组装化学[D]. 田爱香.东北师范大学 2009
硕士论文
[1]铜-氮唑修饰Keggin型多酸材料的制备及其光催化制氢性能[D]. 沈清波.哈尔滨理工大学 2019
[2]d/f金属—有机胺修饰的多酸材料的制备与光/电催化性质[D]. 王默.哈尔滨理工大学 2017
[3]多酸/硫化镉复合光催化剂的制备及其产氢活性研究[D]. 刘苗苗.东北师范大学 2015
[4]多金属氧酸盐可见光催化产氢活性的研究[D]. 王真理.东北师范大学 2012
本文编号：3088763
【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
000-2018年中国能源消费变化情况与2019-2025年预测
哈尔滨理工大学工学硕士学位论文-3-势，一般采用具有较低电势的贵金属。其次半导体光催化反应中产生的光生空穴-电子对极容易复合，这在太阳能的人工转化的过程中是难以避免的，光生空穴-电子对的复合分为体相内的复合以及半导体表面的复合，当催化剂的粒径足够小的时候，体相内的复合可以忽略，只需要考虑半导体的表面复合[13]。有效的控制光生电子-空穴的复合率是提高光催化分解水产氢效率的一种有效途径。图1-2光催化制氢基本原理图Fig.1-2Thebasicprincipleofphotocatalytichydrogenproduction1.3多金属氧酸盐概述多金属氧酸盐(Polyoxometalate,POM)，简称为多酸。从1826年开始，多酸经历了100多年的研究历史，是催化化学和药物化学等领域的重要研究对象。多酸是由多个金属含氧酸根离子经过脱水缩合而形成的金属氧簇化合物，根据是否含有杂原子分为同多酸和杂多酸，同多酸是由多个同种含氧酸根离子缩合形成的，而杂多酸是由多个不同种含氧酸根缩合而成。多酸结构中包含杂原子和配原子，其中配原子的元素包括：Mo、W、V、Nb和Ta等金属元素，而杂原子却包含70多种元素：包括全部的第一系列的过渡金属，部分的第二第三系列过渡金属元素等。多酸包含着6种常见的经典结构，分别是Keggin、Dawson、Silverton、Lindqvist、Anderson和Waugh结构(如图1-3)。虽然多酸研究领域具有悠久的历史，但在当今多酸还是科研领域的常青树，近些年来有多种新型多
哈尔滨理工大学工学硕士学位论文-4-酸和通过多酸拓展的多元化合物多有报道[14-16]。图1-3六种经典多酸结构Fig.1-3SixclassicalPOMstructures1.4多金属氧酸盐在光催化分解水产氢的应用多金属氧酸盐是一类具有确定结构的多金属氧簇，其组成、电荷和结构都可以调节。在光催化反应中，它们可以进行快速的、可逆的、逐步的多电子转移，而不改变其结构。近年来，多酸作为光催化剂在光催化分解水制氢反应中得到了广泛的应用。多酸具有与金属氧化物半导体相似的能带结构，并且具有合适的禁带宽度(禁带宽度约为3.1~4.6eV)，从而成为优良的无机半导体光催化材料(如图1-4)[17-18]。迄今为止，多酸直接作为光催化剂的例子还很少，这是因为多酸作为一种宽带隙的材料在光催化分解水实验中需要强紫外光的激发以及贵金属助催化剂协同催化才能实现高性能的光解水产氢。
【参考文献】：
期刊论文
[1]关于利用太阳能光解水制氢的研究[J]. 金振声,李庆霖. 化学进展. 1992(01)
博士论文
[1]过渡金属—刚性/柔性有机胺基团修饰的经典多金属氧簇的组装化学[D]. 田爱香.东北师范大学 2009
硕士论文
[1]铜-氮唑修饰Keggin型多酸材料的制备及其光催化制氢性能[D]. 沈清波.哈尔滨理工大学 2019
[2]d/f金属—有机胺修饰的多酸材料的制备与光/电催化性质[D]. 王默.哈尔滨理工大学 2017
[3]多酸/硫化镉复合光催化剂的制备及其产氢活性研究[D]. 刘苗苗.东北师范大学 2015
[4]多金属氧酸盐可见光催化产氢活性的研究[D]. 王真理.东北师范大学 2012
本文编号：3088763
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3088763.html
