基于色素蛋白復(fù)合體的納米材料的合成及DSSC光電性能研究.pdf

1、學(xué)校代碼：10385分類號：研究生學(xué)號：1200215003密級：基于色素蛋白復(fù)合體的納米材料的合成基于色素蛋白復(fù)合體的納米材料的合成及DSSC光電性能研究光電性能研究SynthesisofnanomaterialsbasedonpigmentproteincomplexesitsphotoelectricperfmanceofDSSC作者姓名：任曉楠任曉楠指導(dǎo)教師：楊素萍楊素萍學(xué)科：微生物微生物學(xué)研究方向：微生物資源與利用微生物資源與

2、利用所在學(xué)院：化工學(xué)院化工學(xué)院論文提交日期：二零一二零一六年六月六日摘要I摘要不產(chǎn)氧光合細菌（APB）能夠進行光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移，是一種天然的太陽能電池。其光合作用元件色素蛋白復(fù)合體（PPC）來源豐富且具有寬光譜效應(yīng)和高光電轉(zhuǎn)換功能。目前PPC在光伏電池中的研究存在光電流較小、電子傳遞和光電轉(zhuǎn)換效率普遍較低等問題；且應(yīng)用于染料敏化太陽能電池（DyeSensitizedSolarCellsDSSC）鮮少報道；但已有研究表明植物的捕光復(fù)合體作為

3、敏化劑應(yīng)用于DSSC體系，更有利于光電轉(zhuǎn)換。另外，納米材料由于具有獨特的光電特性和與生物材料的親和性，能夠固定蛋白，促進其與電極之間的電子傳遞；已有研究主要是將PPC與碳納米管、金屬或金屬氧化物納米電極以直接吸附或化學(xué)交聯(lián)等方式結(jié)合；但直接以PPC為模板合成納米復(fù)合材料并用于DSSC的研究未見報道。因此，本文選擇APB中沼澤紅假單胞菌（Rhodopseudomonaspalustris）的捕光色素蛋白復(fù)合體（LH2）為天然光敏劑來源，研

4、究了LH2與HAuCl4、AgNO3等離子的相互作用，在此基礎(chǔ)上制備了基于LH2的納米金屬復(fù)合材料，并將其用于DSSC光電轉(zhuǎn)換研究。主要研究結(jié)果如下：?HAuCl4與LH2反應(yīng)在20s內(nèi)達到平衡，LH2的B800和B850細菌葉綠素特征吸收峰急劇下降，不同濃度的HAuCl4對其吸收峰影響具有良好的線性關(guān)系；且對LH2具有靜態(tài)熒光猝滅作用，表明對LH2的構(gòu)象造成了影響。而AgNO3對LH2光譜無明顯影響，蛋白構(gòu)象保持相對穩(wěn)定。對比幾種金屬

5、離子（KCl、BaCl2、MgCl2、KMnO4、K2CrO4、Na2MoO4)發(fā)現(xiàn)，只有錳酸根離子引起蛋白的特征吸收峰下降。?兩種合成方式中：LH2和HAuCl4充分混合后加入NaBH4，反應(yīng)在20s內(nèi)達到平衡；LH2光譜特征吸收峰明顯下降，且在525nm處出現(xiàn)納米金特征吸收峰，成功合成LH2納米金復(fù)合物。另外當(dāng)LH2、HAuCl4、NaBH4三者全部加入體系后再反應(yīng)時，LH2特征吸收峰下降程度較小，部分HAuCl4和NaBH4直接生