具有光催化和电催化制氢性能的镍、钴配合物的合成与研究

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jooey
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着经济的快速增长,人们使用大量的能源来满足社会发展的需求。然而,传统的化石燃料(煤、石油、天然气)存在资源匮乏,污染环境等问题,发展绿色能源是人类寻求可持续发展的必由之路。氢能因其能量高,无污染等特点受到人们的关注。水裂解是制氢常用的方法,但裂解水所需的能量较高。因此,需要加入催化剂来降低反应的活化能。过渡金属配合物因其廉价,催化活性高等特点,成为科研工作者追逐的热点。本论文主要做了以下工作:1、设计合成了5种配合物:[Ni(mpo)2]1、[Ni(bdt)2]2、[Co(bdt)2]3、[Ni(dpa)2]4和[Co(dpa)2]5,并对五种配合物进行结构表征。2、配合物1-5的催化制氢性能研究(1)镍配合物1的催化制氢性能研究由配体2-巯基吡啶-1-氧化钠盐(mpo)和六水合氯化镍(NiCl2·6H2O)按照2:1配比,合成方形平面结构的镍配合物[Ni(mpo)2]1。在含有配合物1的光催化体系中,光照90小时后TON为8294 mol H2(mol cat)-1;在电催化过程中,配合物1在过电势为837.6mV的混合相下电解两分钟,TOF值为486 h-1。(2)中心金属对以bdt为配体的配合物催化制氢性能的影响配体苯二硫醇(bdt)分别和NiCl2·6H2O、CoCl2·6H2O按照2:1配比,合成具有方形平面结构的镍配合物[Ni(bdt)2]2和钴配合物[Co(bdt)2]3。在含有配合物2和3的体系中,长时间光照后的TON分别是11454 mol H2(mol cat)-1,10714 mol H2(mol cat)-1;在电催化制氢中:配合物2和3在过电势为837.6 mV的混合相中电解两分钟,TOF值分别为266 h-1,70 h-1。测试表明,方形平面结构的配合物1-3都具有良好的催化制氢性能。(3)中心金属对以dpa为配体的配合物催化制氢性能的影响配体吡啶二甲酸(dpa)分别和NiCl2·6H2O、CoCl2·6H2O按照2:1配比,合成配位饱和的配合物[Ni(dpa)2]4和[Co(dpa)2]5。在电催化制氢中:配合物4和5在过电势为837.6 mV的混合相中电解两分钟,TOF值分别为679.56 h-1,418.28 h-1,与配合物2和3电催化性能结论一致,在配体相同时,镍配合物的催化制氢性能高于钴配合物。这是因为镍配合物比钴配合物活泼,更容易形成金属氢化物中间体。
其他文献
学位
学位
学位
学位
CO氧化在治理环境污染特别是净化汽车尾气和工业废气等领域具有广泛的应用,因此设计制备具有高效催化CO氧化性能的催化剂是近年来学者们研究的热点方向。CeO2由于具有独特的电子结构和储氧释氧能力,常被用来作为载体负载金属应用于催化CO氧化反应中。研究表明,CeO2基催化剂在CO氧化反应中表现出来的性能与CeO2的形貌,比表面积,表面缺陷等因素紧密相关,尤其是与CeO2表面氧空位的浓度有直接关系。因此,
学位
燃料电池是一种洁净、高效的能源转换技术,有望在未来清洁能源体系中扮演重要角色。在众多类型的燃料电池中,直接肼燃料电池(Direct Hydrazine Fuel Cell,简称DHFC)因其能量密度高、环境友好、可使用廉价金属催化剂等优点脱颖而出,受到了研究者的广泛关注。发展DHFC技术的核心课题在于研发高性能、低成本的阳极电催化剂,这需要优选具有高本征活性的催化材料、巧妙地运用结构工程方法,以最
碳与硅是电子工业和半导体工业领域的重要材料。分子动力学中有很多用于硅与碳的相互作用势,它们在不同方面能够精确模拟材料的性能,但在硅与碳晶体结构的模拟上却有很多不足。为了在分子动力学模拟中获得硅与碳的金刚石结构,本文使用了双晶格(Double Lattice,DL)势的模型。双晶格势模型将Lennard-Jones势组合为两个描述面心立方晶格和一个描述两晶格间原子相互作用的势,用来描述模拟系统的晶体
社交网络(Social Network Site,SNS)是社会影响在虚拟空间形成的关系网络,是成员之间传播信息和思想的重要媒介。网络经济高速发展的环境下,社交网络中的资本交换行为对用户选择金融产品有着重要的影响。一方面,金融与互联网的结合并没有改变金融创新的本质(金融创新的本质不仅仅是产品定价或管理复杂金融衍生品的高超技能,那些结构简单,深谙用户需求且易于用户理解的产品同样是金融创新的核心),互
光子晶体是一种可以在亚波长尺度上调控光子传输行为及光与物质相互作用的人工微结构,是由不同折射率材料在空间上周期排列而成的。光子晶体一般具有光子禁带、光子局域等基本性质,此外,在一定条件下其通带能够产生慢光、负折射、自准直、超棱镜等新颖物理效应,基于上述性质,人们提出了许多基于光子晶体的微纳光子器件。磁光光子晶体是具有磁响应的一类特殊光子晶体,一般由铁氧体材料(如钇铁石榴石,yttrium iron