四氧化三鈷修飾光陽(yáng)極構(gòu)建光分解水器件.pdf

1、人工模擬光合作用制備氫氣，將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)換為化學(xué)能，是解決21世紀(jì)能源短缺和環(huán)境污染問(wèn)題的有效途徑之一。實(shí)現(xiàn)這一目的的可行方法是構(gòu)建可見(jiàn)光致水分解器件，在電極兩側(cè)分別完成水氧化和質(zhì)子還原兩個(gè)半反應(yīng)。其中，水氧化過(guò)程極其復(fù)雜，成為制約光解水實(shí)現(xiàn)的瓶頸因素。突破這一障礙的關(guān)鍵在于開(kāi)發(fā)高效水氧化催化劑?；赗u、Ir等貴金屬元素的氧化物或配合物的水氧化催化劑雖然具有很高的催化活性，但高昂的成本制約其實(shí)際應(yīng)用。因此，研究基于廉價(jià)金屬的水氧化催化

2、劑具有很重要的實(shí)際意義。
　　本文采用磷酸基團(tuán)功能化的三聯(lián)吡啶釕作為光敏劑并用其敏化二氧化鈦光陽(yáng)極。合成了粒徑小于10 nm的四氧化三鈷納米粒子作為催化劑，將其用柔性長(zhǎng)鏈修飾到染料敏化光陽(yáng)極表面，并進(jìn)一步構(gòu)建可見(jiàn)光分解水器件。光電性能測(cè)試表明，引入四氧化三鈷催化劑后，光電流密度由15μA/cm2增長(zhǎng)至140μA/cm2。模擬植物光系統(tǒng)Ⅱ中Tyz-His190電子調(diào)節(jié)單元的結(jié)構(gòu)，合成了仿生的電子調(diào)節(jié)劑，將其引入到光陽(yáng)極表面。用此復(fù)合