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作为光合作用过程中的重要步骤,水的氧化不仅提供了用于固定二氧化碳的电子和质子,而且生成了生物圈必需的氧气。在人工模拟光合作用的过程中,设计合成出高效稳定且能促进水氧化反应进行的催化剂是目前重要的研究课题,促进水的分解得到氢能也是解决环境问题的重要途径。过渡系金属配合物凭借其本身具有的光学、氧化还原和催化性质受到了科研工作者的青睐。Ru元素作为过渡系金属中的一员,合成的分子Ru催化剂催化效果出众,受到人们广泛关注。在本研究工作中,合成了一个氧桥联双核钌配合物[Ru2(μ-O)(μ-OOCCH3)2(2,2’-bpy)2(H20)2](PF6)2(1)(2,2’-bpy=2,2’-pyridine),研究了它的催化水氧化活性,并且研究了配合物(1)与双核铁配合物进行组装的性质。研究内容包括:1.合成氧桥联双核Ru配合物(1)。在高氯酸溶液中,以硝酸铈铵和过硫酸氢钾作为氧化剂,分别测定了双核钌配合物在不同pH、不同浓度条件下的催化水氧化活性。其中,在硝酸铈铵作为氧化剂的条件下:当体系配合物(1)浓度为0.20 mmol.L-1、pH=0.60、氧化剂浓度为160 mmol.L-1时,催化水氧化效果达到最好,转化数(TON)为7.38。在过硫酸氢钾作为氧化剂的条件下:当体系配合物(1)浓度为0.20 mmol.L-1、pH=1.20、氧化剂浓度为160 mmol.L-1时催化水氧化效果达到最佳,转化数(TON)为9.66。2.测定了配合物(1)在溶液体系和负载于ITO电极上的电化学催化产氧情况。首先进行循环伏安测试得到体系催化初始电压分别为1.38 V和1.25 V,随后在1.4V对体系进行控制电位电解,通过法拉第公式计算可得在溶液体系和催化剂负载于ITO电极上的法拉第效率分别为76%和91.7%。3.以配合物(1)为基础配合物,设计合成了四种钌铁异核配合物{[Ru2(μ-O)(μ-OOCCH3)2(2,2,-bpy)2(4,4,-bpy)2Fe20(X)2]6+(2,2,-bpy=2,2,-联吡啶、4,4’-bpy=4,4’-联吡啶、X=4,4’-二甲基-2,2’-联吡啶或1,10-邻菲罗啉),[Ru2(μ-O)(μ-OOCCH3)2(2,2,-bpy)2(1,2-bpe)2Fe20(X)2]6+(1,2-bpe=1,2-二(4-吡啶基)乙烷、X=4,4’-二甲基-2,2’-联吡啶或1,10-邻菲罗啉)}。通过UV-vis、ESI-MS和1HNMR对四种配合物进行了表征。结果显示:通过不同的桥连配体{4,4’-联吡啶、1,2-二(4-吡啶基)乙烷}将双核钌配合物和双核铁配合物连接起来,使配合物周边的空间结构发生了变化,导致配合物的特征骨架吸收峰发生偏移。