基于釕催化劑的染料敏化光解水分子器件研究.pdf

1、為滿足人們?nèi)找嬖鲩L的能源需求與解決日益嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，利用太陽能光解水制氫成為人們研究的熱點(diǎn)。染料敏化光解水分子器件(DSPEC)，作為一種實(shí)現(xiàn)可見光驅(qū)動(dòng)水分解制氫的有效途徑引起人們的廣泛注意。本文中以釕金屬配合物為水氧化催化劑，三聯(lián)吡啶釕為光敏劑，設(shè)計(jì)組裝了共吸附體系與超分子體系的染料敏化光解水分子器件，并取得了較高的光解水活性。
　　首先，利用帶有硅烷吸附基團(tuán)的釕金屬水氧化催化劑與帶有磷酸吸附基團(tuán)的三聯(lián)吡啶釕通過共吸附的方

2、式組裝三電極體系染料敏化光解水分子器件。以300 W的氙燈為光源（大于400 nm）的300 mW/cm2的光強(qiáng)下，外加偏壓為0.20 V(V vs NHE)的磷酸緩沖溶液中，經(jīng)過10s的光照測(cè)試后，分子器件的光電流密度可達(dá)到1700μA/cm2。IPCE值在光敏劑的最大吸收450 nm處得到一個(gè)14％的最高值。同時(shí)基于相同的光陽極，組裝了二電極體系染料敏化光解水分子器件。在100 mW/cm2的光強(qiáng)的條件下，0.1M硫酸鈉溶液中，二電

3、極體系染料敏化光解水分子器件的IPCE值在光敏劑的最大吸收450nm處得到最大值1.85％。
　　然后，利用帶有磷酸吸附基團(tuán)的釕金屬水氧化催化劑與帶有磷酸吸附基團(tuán)的三聯(lián)吡啶釕通過共吸附的方式組裝三電極體系染料敏化光解水分子器件。并研究電解質(zhì)對(duì)器件的光催化活性的影響。通過研究發(fā)現(xiàn):電解質(zhì)中的陰離子對(duì)二氧化鈦的表面修飾是影響器件活性的主要因素，而不是pH值或離子強(qiáng)度。利用有機(jī)硅烷小分子對(duì)器件進(jìn)行表面修飾，同時(shí)獲得了較高的催化活性與穩(wěn)定