D-A型共轭聚合物的结构调控及其光催化产氢性能构效关系研究

发布时间：2022-01-01 18:26

　　当前,化石能源急剧消耗所带来的生态环境污染和能源短缺问题严重阻碍了人类社会的可持续发展。因此,寻求可再生的绿色能源迫在眉睫。氢能因其燃烧值高、无污染被认为是一种理想的清洁能源。相比于传统的制氢方式,利用半导体光催化材料实现太阳能到氢能的转化具有明显优势,但其可见光利用不足及光-氢转化效率低等问题严重制约了光催化制氢技术的实用化。近年来,由电子供体（Donor,D）与电子受体（Acceptor,A）交替组成的D-A型有机共轭聚合物半导体因其具有光谱响应范围宽、稳定性高、能带结构易调控等独特优势,成为一种新兴的热点光催化材料。本论文针对制约光-氢转化过程中的光吸收、光生载流子分离与传输、界面反应这三个因素,设计合成系列由不同电子供体和电子受体组成的D-A型共轭聚合物材料,并对其结构、形貌、产氢性能、载流子迁移与分离行为进行表征测试及研究,结合理论计算,初步揭示了D-A型共轭聚合物材料的分子结构及光催化产氢性能之间的构效关系,获得了性能优良的D-A型共轭聚合物光催化产氢材料。本论文的研究内容如下:1)以苯并噻二唑、芘、二苯并噻吩砜为电子受体,苯为电子供体,基于Sonogashira-Hagi... 

【文章来源】：华中农业大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校

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【部分图文】：

世界卫生组织（WHO）公布的全球城市空气污染排名Fig.1.1TherankingofglobalurbanairpollutionbytheWorldHealthOrganization(WHO)

图 1.2 全球清洁能源投资（BNEF 2019）Fig. 1.2 Investment of global clean energy (BNEF 2019) 氢能的发展概况氢能作为一种绿色高效的二次能源，是重要的工业原料和能源载体，同时烧热值高、清洁低碳以及应用性广等特点也被认为是能源系统转型过程中素，已经成为许多国家能源体系的重要组成部分。例如，氢能源汽车等相发展将为解决生态环境污染、能源危机等问题做出重要贡献（Cano et al 20019 年最新的政府工作报告中也指出要“推动充电、加氢等设施建设”，这是次被写入政府工作报告，对于相关产业的发展和研究具有重要意义。目前，工业上获得氢能的途径主要包括：化石能源制氢、工业副产氢以及氢等。其中利用煤、石油和天然气等传统化石能源获得的氢能占了总比，这些途径所消耗的能量均大于其产生的能量，且生产过程中大量排放的

半导体光催化分解水制氢的基本原理（Kischetal2013）

【参考文献】：
博士论文
[1]宽光谱响应染料敏化半导体的构筑及其光催化产氢性能研究[D]. 张晓虎.武汉大学 2015
[2]新型光催化材料的形貌调控及其光解水制氢性能研究[D]. 郭思瑶.华中科技大学 2014



本文编号：3562593