[發(fā)明專利]三聯(lián)吡啶鉑配合物及在光解水制氫中的應(yīng)用有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201911373402.5 | 申請日： | 2019-12-27 |
| 公開（公告）號： | CN111039994B | 公開（公告）日： | 2021-02-12 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 高峰;王家強(qiáng);李國奎;李小蘭;劉佳琦;閆茹 | 申請（專利權(quán)）人： | 云南大學(xué) |
| 主分類號： | C07F15/00 | 分類號： | C07F15/00;B01J31/22;C01B3/04 |
| 代理公司： | 成都九鼎天元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214 | 代理人： | 胡東東 |
| 地址： | 650091 云*** | 國省代碼： | 云南;53 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 三聯(lián) 吡啶 配合 光解 水制氫 中的 應(yīng)用 | ||
本發(fā)明公開了一種三聯(lián)吡啶鉑配合物及在光解水制氫中的應(yīng)用，本發(fā)明的三聯(lián)吡啶鉑配合物的合成路徑為：將乙酰吡啶、二甲氨基肉桂醛在濃氨水和氫氧化鉀的乙醇水溶液中反應(yīng)，得到三聯(lián)吡啶配體dmtpy，隨后與cis－[Pt(dmso)2Cl2]前體配合物在無水甲醇中回流反應(yīng)，生成三聯(lián)吡啶鉑配合物[Pt(dmtpy)Cl]Cl。本發(fā)明制備的三聯(lián)吡啶鉑配合物具有很強(qiáng)可見光吸收性質(zhì)，能夠同時(shí)作為光敏劑和催化劑，在中性pH的甲醇水溶液中能夠作為單分子光解水制氫均相催化劑，在紫外—可見光區(qū)都獲得了較好的催化性能。并且，在DNA的存在下，該三聯(lián)吡啶鉑配合物在近紅外區(qū)的光吸收顯著增強(qiáng)，并能夠有效催化近紅外下的光解水制氫。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及光解水制氫技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種三聯(lián)吡啶鉑配合物及在光解水制氫中的應(yīng)用。
背景技術(shù)
由于煤、石油、天然氣等化石能源的使用，大量新增溫室氣體CO2以及同時(shí)產(chǎn)生的煙氣污染，正在嚴(yán)重威脅著全球生態(tài)。氫是一種清潔能源，其完全燃燒的產(chǎn)物——水，不會(huì)給環(huán)境帶來任何污染。氫主要以化合物的形態(tài)貯存于水中，而水是地球上最廣泛的物質(zhì)。更重要的是，其燃燒產(chǎn)物水能夠再次被分解為氫氣和氧氣，重復(fù)利用。傳統(tǒng)的電解水雖然取得了一定的進(jìn)展，但是該過程需要耗費(fèi)大量由化石能源提供的電力，造成了一定的資源消耗和環(huán)境污染。太陽能，是一種取之不盡用之不竭、清潔環(huán)保的一次能源，是最大的可開發(fā)能源。因此，利用太陽能光解水制氫成為具有可再生、節(jié)能、環(huán)保等多種優(yōu)勢的解決方案。
當(dāng)前開發(fā)的太陽能光解水催化劑主要集中在非均相半導(dǎo)體材料。如催化劑TiO2半導(dǎo)體能夠吸收波長＜370nm的紫外光，通過價(jià)帶—導(dǎo)帶的電子躍遷產(chǎn)生“電子—空穴”，使水電離生成氫氣和氧氣。事實(shí)上，太陽光的光譜范圍內(nèi)，波長小于400nm的紫外光區(qū)僅占4％，而43％為波長400－700nm的可見光，53％為波長大于700nm的紅外光。大多數(shù)半導(dǎo)體催化材料的吸收集中在紫外區(qū)，太陽能利用率有待提升。于是研究者將目光投向了如何提升催化體系的可見光區(qū)吸收性能。在近期報(bào)道中，研究者用鄰苯二酚等烯二醇類有機(jī)配體對TiO2納米顆粒進(jìn)行了表面修飾，把TiO2的光吸收范圍擴(kuò)展到了可見光區(qū)，從而提高TiO2半導(dǎo)體的太陽光吸收利用率。
除了非均相光催化劑，過渡金屬配合物可以作為均相光催化劑，催化水的還原制氫、水的氧化制氫、二氧化碳還原等一系列與能源和環(huán)境密切相關(guān)的反應(yīng)。其中經(jīng)典的例子有Co3+、Ni2+、Rh3+等配合物。近期研究中，一個(gè)三聯(lián)吡啶鉑配合物[Pt(tpy)Cl]+能在只需EDTA作為犧牲劑的條件下，同時(shí)完成吸收光和還原水制氫氣兩個(gè)功能。隨后，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)將光敏基團(tuán)甲基紫精引入該P(yáng)t配合物結(jié)構(gòu)中，或者加入另外一種簡單的Pt配合物(如順鉑等)，可以進(jìn)一步提升其催化效率。該研究組還將光敏性的Ru配合物結(jié)構(gòu)與光催化活性的Pt配合物通過化學(xué)鍵構(gòu)建了Ru－Pt異雙核配合物，成功用作單分子太陽能轉(zhuǎn)化器件。因此，設(shè)計(jì)基于過渡金屬配合物的、具有更廣的光吸收、尤其是覆蓋太陽光全范圍的紫外—可見—近紅外區(qū)范圍的光催化劑，對提高光解水制氫催化劑性能這一關(guān)鍵問題具有重要意義。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個(gè)發(fā)明目的在于：針對當(dāng)前光解水制氫的研究進(jìn)展，提供一種具有良好紫外—可見光吸收的三聯(lián)吡啶鉑配合物，以能夠同時(shí)作為光敏劑和催化劑，進(jìn)而在紫外—可見光區(qū)都能獲得較好的催化性能。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種三聯(lián)吡啶鉑配合物，由陽離子和陰離子組成，其特征在于，所述陽離子結(jié)構(gòu)是如式I：
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