新型TiO-,2-光催化劑用于NADH再生的研究.pdf

1、大部分氧化還原酶的催化反應(yīng)需要輔酶NADH作為還原劑參與，由于氧化還原酶應(yīng)用廣泛而NADH價(jià)格昂貴，使得NADH的再生成為研究熱點(diǎn)。光化學(xué)法由于利用廉價(jià)而潔凈的光能而逐漸受到關(guān)注。本課題研制了新型TiO2光催化劑并將其用于可見(jiàn)光照射下的NADH再生。 碳納米管摻雜的TiO2能夠被可見(jiàn)光所激發(fā)，在NADH的光化學(xué)再生中表現(xiàn)出極高的光催化活性。石墨摻雜的TiO2能夠吸收80％左右的可見(jiàn)光，但在可見(jiàn)光照射下不具備光催化活性。這是因?yàn)橛?/p>

2、于碳納米管具有半導(dǎo)體的性質(zhì)，容易接受光生電子，而成為光生電子的捕獲中心。另外，碳納米管和TiO2之間存在一定的相互作用，碳納米管的存在使Ti和O的結(jié)合能向高能級(jí)躍遷至461。00eV和532。25eV，而石墨的摻雜并沒(méi)有引起TiO2結(jié)合能的變化，其儲(chǔ)存的光能在光化學(xué)再生NADH的過(guò)程中并未有效的轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。通過(guò)與含有機(jī)碳的TiO2進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，結(jié)合能級(jí)的躍遷主要受到碳氧雙鍵的影響。原子結(jié)合能越高，光催化劑的光催化活性越高。 鋅

3、卟啉修飾的碳納米管摻雜TiO2能夠吸收38％左右的700nm～1100nm區(qū)間內(nèi)的可見(jiàn)光，40％～75％的400nm～700nm區(qū)間內(nèi)的可見(jiàn)光。鋅卟啉能夠增強(qiáng)TiO2對(duì)400nm～700nm區(qū)間可見(jiàn)光的吸收，碳納米管能夠增強(qiáng)700nm～1100nm區(qū)間可見(jiàn)光的吸收。碳納米管對(duì)結(jié)合能的提高大于鋅卟啉，鋅卟啉和碳納米管的共同作用使鋅卟啉修飾的碳納米管摻雜TiO2的Ti2p3/2和O1s結(jié)合能分別向高能級(jí)躍遷至461。25eV和532。48e

4、V，使之在NADH的光化學(xué)再生中表現(xiàn)出很高的催化活性，反應(yīng)10h時(shí)NAD+轉(zhuǎn)化率達(dá)到77。3％。 較低的pH值和較高的溫度有利于提高NADH的生成速率和NAD+的轉(zhuǎn)化率，[Cp*Rh(bpy)(H2O)]2+初始濃度對(duì)反應(yīng)的影響大于NAD+初始濃度的影響?？疾旄鱾€(gè)因素，得出光化學(xué)再生NADH的最佳條件為：pH6。0，37℃，NAD+初始濃度0。2mM，[Cp*Rh(bpy)(H2O)]2+初始濃度0。3mM～0。5mM。各電子供