氧杂蒽染料修饰钴-硫脲配合物的光解水放氢性能

将具有不同端基的硫脲基团与三苯基磷组分结合,利用所得到的配体合成了2个具有NSP（氮硫磷）鳌合位点的钴-硫脲化合物,并研究了其光解水产氢性能。配合物[Co（L2）（L2''）]（BF₄）_2.5·H₂O·0.5C₂H₅OH （2）（L2=（2-二苯基膦-苯烯基）-氨基硫脲腙-罗丹明6G,L2''=（2-二苯基膦氧-苯烯基）-氨基硫脲腙-罗丹明6G）通过引入罗丹明荧光团与光敏剂分子协同作用,其产氢TON值可以达到2 800 mol_H2·mol_cat^-1,其初始TOF值可达到930 mol_H2·mol_cat^-1·h^-1。相同条件下,相比于配合物[Co（L1）（L1''）]（BF₄）·0.5H₂O （1）（L1=（2-二苯基膦-苯烯基）-氨基硫脲腙-硫甲基,L1''=（2-二苯基膦氧-苯烯基）-氨基硫脲腙-硫甲基）,提高了体系的催化活性,可能是由于荧光素分子与配合物2之间的分子间π-π堆积作用有利于光敏剂和光催化剂之间的光致电子转移。     

氧杂蒽染料修饰钴-硫脲配合物的光解水放氢性能（英文）

将具有不同端基的硫脲基团与三苯基磷组分结合,利用所得到的配体合成了2个具有NSP(氮硫磷)鳌合位点的钴-硫脲化合物,并研究了其光解水产氢性能。配合物[Co(L2)(L2′)](BF_4)_(2.5)·H_2O·0.5C_2H_5OH(2)(L2=(2-二苯基膦-苯烯基)-氨基硫脲腙-罗丹明6G,L2′=(2-二苯基膦氧-苯烯基)-氨基硫脲腙-罗丹明6G)通过引入罗丹明荧光团与光敏剂分子协同作用,其产氢TON值可以达到2 800 molH2·molcat~(-1),其初始TOF值可达到930 molH_2·molcat~(-1)·h~(-1)。相同条件下,相比于配合物[Co(L1)(L1′)](BF_4)·0.5H_2O(1)(L1=(2-二苯基膦-苯烯基)-氨基硫脲腙-硫甲基,L1′=(2-二苯基膦氧-苯烯基)-氨基硫脲腙-硫甲基),提高了体系的催化活性,可能是由于荧光素分子与配合物2之间的分子间π-π堆积作用有利于光敏剂和光催化剂之间的光致电子转移。     

壳聚糖钴配合物的合成及光催化产氢性能

通过一锅法合成了壳聚糖钴配合物(Cs-Co)催化剂.电感耦合等离子体质谱与X光电子能谱测试结果表明,Cs-Co中Co元素的含量为1. 1 mmol/g,Co为正二价.在优化条件下,18 mg Cs-Co催化剂的总催化产氢量达到12. 7 m L(80 min),催化产氢速率为30258μmol·g^-1·h^-1.通过研究Cs-Co的光催化并结合电化学方法,提出了可能的光催化机理.     

基于非贵金属镍的金属有机大环的光解水放氢性能

将具有NN(氮氮)双齿配位点的席夫碱配体L2(L2=1,4-苯二-2′-吡啶腙)与镍构筑得到一例[2+2]型金属有机大环[Ni_2(L_2)_2(CH_3CN)_4](ClO_4)_4·4CH_3CN(2),并将其用于可见光条件下的光解水产氢研究。该非贵金属光催化体系由催化剂、光敏剂(荧光素,Fl)和电子牺牲剂(三乙胺)三部分组成。相比于具有相同配位环境的单核配合物[Ni(L_1)_2(CH_3CN)_2](ClO_4)2(1,L1=3-甲酰基苯-2′-吡啶腙),金属有机大环2作为催化剂具有较高的光催化活性,其产氢TON值可以达到3 100 molH_2·molcat-1,归因于荧光素分子可能与金属有机大环2形成超分子配合物,提高了光致电子转移效率。     

基于非贵金属镍的金属有机大环的光解水放氢性能

将具有NN（氮氮）双齿配位点的席夫碱配体L2（L2=1,4-苯二-2''-吡啶腙）与镍构筑得到一例[2+2]型金属有机大环[Ni₂（L2）₂（CH₃CN）₄]（ClO₄）₄·4CH₃CN（2）,并将其用于可见光条件下的光解水产氢研究。该非贵金属光催化体系由催化剂、光敏剂（荧光素,Fl）和电子牺牲剂（三乙胺）三部分组成。相比于具有相同配位环境的单核配合物[Ni（L1）₂（CH₃CN）₂]（ClO₄）₂（1,L1=3-甲酰基苯-2''-吡啶腙）,金属有机大环2作为催化剂具有较高的光催化活性,其产氢TON值可以达到3 100 mol_H2·mol_cat^-1,归因于荧光素分子可能与金属有机大环2形成超分子配合物,提高了光致电子转移效率。     

异硫氰酸荧光素后修饰的金属有机三元环光解水制氢

将具有N、O、P三齿配位点的直线型双臂席夫碱配体L1与钴离子配位自组装得到一例[3+3]金属-有机三元环Co-L1。在该配体的苯环侧链上引入易于修饰的NH₂基团，通过组装后修饰的方法把光活性的异硫氰酸荧光素（FITC）分子以共价键方式键合到金属-有机三元环上，并将其用于可见光下的光解水制氢。该体系属于无须引入额外光敏剂的双组分放氢体系。与传统的三组分体系相比，在同等金属催化剂和光敏剂浓度下，组装后修饰的金属配合物催化剂Co-L3具有更高的光催化活性，转换数（TON）可以达到80，大约是Co-L1光催化效率的30倍。     

铂-钴双核配合物：合成、光物理性质及可见光驱动分解水制氢

合成了一种铂钴双核配合物,[Pt(tBu3tpy)([C≡C-C6H4N])-Co(dmgH)2PyCl,(5)](tBu3tpy为4,4′,4″-叔丁基-2,2″6′,2″三联吡啶,C6H4N为吡啶基,dmgH为丁二酮肟,Py为吡啶),并研究其光物理和光化学性质。通过对配合物进行紫外、荧光光谱表征,表明该铂配合物在可见光区显示金属到配体电荷转移(MLCT)的特点及钴配合物猝灭其发光的性质。在电子给体三乙醇胺(TEOA)存在下,这种双核配合物可实现光驱动分解水产氢,光催化产氢性质受很多因素影响,比如pH值,溶剂等。通过质谱和紫外光谱表征表明这种双金属核分子催化剂不稳定,铂光敏剂和钴催化剂会在光照过程会分离。     

铂-钴双核配合物:合成、光物理性质及可见光驱动分解水制氢

合成了一种铂钴双核配合物, [Pt(^tBu₃tpy)([C≡C-C₆H₄N])-Co(dmgH)₂PyCl, (5)](^tBu₃tpy为4, 4′, 4″-叔丁基-2,2″6′, 2″三联吡啶, C₆H₄N为吡啶基, dmgH为丁二酮肟, Py为吡啶), 并研究其光物理和光化学性质。通过对配合物进行紫外、荧光光谱表征, 表明该铂配合物在可见光区显示金属到配体电荷转移(MLCT)的特点及钴配合物猝灭其发光的性质。在电子给体三乙醇胺(TEOA)存在下, 这种双核配合物可实现光驱动分解水产氢, 光催化产氢性质受很多因素影响, 比如pH值, 溶剂等。通过质谱和紫外光谱表征表明这种双金属核分子催化剂不稳定, 铂光敏剂和钴催化剂会在光照过程会分离。     

吖啶和钴肟配合物协同光催化苯乙烯放氢二聚反应构筑1,2-二氢-1-芳基萘（英文）

芳基二氢萘类衍生物是许多生物活性的天然产物以及药物的常见结构单元,其合成一直都受到化学家们的关注.传统的1,2-二氢-1-芳基萘骨架化合物的构筑大都需要进行底物的预官能团化,在高温条件下进行,且产物的选择性较差,因此发展一种简单温和的制备方法很有必要.最近兴起的可见光催化因具有条件温和、环境友好等特点而成为了合成化学家的研究热点.近期研究发现,在可见光作用下利用吖啶光敏剂的强氧化能力,可以实现苯乙烯的加成.但此类反应需要当量的氧化剂或氢原子转移试剂,容易导致苯乙烯的二聚环合产物的进一步氧化或还原.我们在前期发展的"放氢交叉偶联"反应的基础上,利用吖啶光催化和钴肟催化的协同作用,实现了苯乙烯的放氢二聚反应,在室温下高效构筑了1,2-二氢-1-芳基萘骨架,反应条件温和,底物脱除的电子和质子在钴肟催化剂作用下以氢气的形式释放,反应具有中等及以上的收率.本文以苯乙烯为模型底物,吖啶为光敏剂,钴肟配合物为质子还原催化剂,在乙腈溶剂中,蓝色LED灯下光照24 h可以获得56%的产率,对于其它的光敏剂如fac-Ⅰr(ppy)3等则不能催化该反应.通过催化剂种类及用量筛选表明,7 mol%的Co(dmgH_2)pyCl配合物具有最好的反应效果,可以获得72%的收率.控制实验表明,光敏剂、钴肟催化剂和光照都是必须的.通过底物拓展我们发现,烷基、卤素等不同取代基的苯乙烯类化合物均可以获得较好的收率,不同苯乙烯之间也可以发生交叉反应.随后,我们进一步通过光谱和中间体捕获实验对反应机理进行了研究.自由基捕获实验说明反应过程可能涉及自由基历程;光谱淬灭实验表明苯乙烯和Co(dmgH_2)pyCl均可淬灭吖啶的发光,但苯乙烯淬灭吖啶的程度远大于Co(dmgH_2)pyCl淬灭吖啶的程度.在反应时苯乙烯的浓度远大于催化剂的溶度,因此,我们认为激发态吖啶首先与苯乙烯发生反应;可见光照射反应体系1 min后在440–500和550–650 nm处观察到明显的Co~Ⅱ和Co~Ⅰ的吸收峰.基于以上实验结果,我们提出了可能的催化循环:吖啶受光激发到达激发态后,首先与底物苯乙烯发生单电子转移生成苯乙烯正离子自由基和吖啶阴离子自由基Acr~·-Mes,Acr~·-Mes还原Co(dmgH_2)pyCl生成Co ~Ⅱ中间体,从而回到基态完成光催化循环.苯乙烯正离子自由基与另一分子苯乙烯加成环合,进而通过芳构化生成自由基中间体,再与Co Ⅱ作用生成目标产物1,2-二氢-1-芳基萘和Co~Ⅰ,Co~Ⅰ通过结合体系中的质子进而释放出氢气回到Co~ Ⅲ从而完成钴肟催化循环.     

利用钴-氨基硫脲类配合物作为氧化还原催化剂光分解水制备氢气

通过将磷配体与氨基硫脲结合进一步增加螯合配体的配位能力,并引入磺酸根增强其水溶性,合成了一个钴配合物Co-NSP(配体HNSP:4-[2-(2-二苯基膦-苯烯基)-氨基硫脲腙] 苯甲酸),利用其氧化还原特性开展均相体系的光驱动从水中制备氢气的研究.新的NSP三齿配体能够稳定低价的金属中心,有助于提升催化剂的催化性能.利用其与荧光素所构筑的光催化体系,在电子牺牲剂三乙胺存在下显示出良好的性能,光照6 h其TON(turnover number)可达2 000 mol H₂每摩尔催化剂.为了研究和比较其性能特点,对这一光催化体系的 荧光滴定和氧化还原性能也进行了较细致的研究.     

利用钴-氨基硫脲类配合物作为氧化还原催化剂光分解水制备氢气

通过将磷配体与氨基硫脲结合进一步增加螯合配体的配位能力,并引入磺酸根增强其水溶性,合成了一个钴配合物Co-NSP(配体HNSP:4-[2-(2-二苯基膦-苯烯基)-氨基硫脲腙]苯甲酸),利用其氧化还原特性开展均相体系的光驱动从水中制备氢气的研究。新的NSP三齿配体能够稳定低价的金属中心,有助于提升催化剂的催化性能。利用其与荧光素所构筑的光催化体系,在电子牺牲剂三乙胺存在下显示出良好的性能,光照6h其TON(turnover number)可达2000molH₂每摩尔催化剂。为了研究和比较其性能特点,对这一光催化体系的荧光滴定和氧化还原性能也进行了较细致的研究。     

修饰NADH模拟物的金属-有机三元环光催化制氢

将含有不同还原型烟酰烟腺嘌呤二核苷酸(NADH)活性中心模拟物的有机配体H2L1和H2L2与钴离子配位自组装获得2例具有氧化还原活性且带有正电荷的金属-有机大环Co-L1和Co-L2.选择阴离子型钌基光敏剂[Ru(dcbpy)3]4-(dcbpy=2,2'-联吡啶-4,4'-二羧酸)作为光敏中心,金属-有机大环结构作为...     

无氧条件下Pt/TiO2光催化重整降解一乙醇胺水溶液制氢

以一乙醇胺（以下简称乙醇胺）为电子给体,在无氧条件下进行了Pt/TiO2光催化重整制氢的研究.详细讨论了诸多因素如催化剂表面Pt化学状态、Pt担载量、溶液pH值、乙醇胺溶液浓度等对产氢效率的影响,并用XRD、HNMR、XPS等进行了深入表征,探讨了Pt/TiO2光催化重整降解乙醇胺和产氢的反应, 实验表明,利用所制备的光催化剂, 可实现在消除水中有机污染物的同时制取氢气的目标.催化剂表面的Pt以Pt0的化学状态存在, 有利于析氢;溶液pH值和浓度的变化对产生速率也有一定的影响.同时发现Pt/TiO2光催化重整乙醇胺制氢反应的最佳条件是:Pt的最佳担载量约为0.5％～1.0％;乙醇胺溶液最佳浓度约为0.05 mol•L－1;最佳溶液pH值范围为4～10;氨基取代的羰基类化合物是其主要中间产物.     

TiO_2表面NiO光催化活性中心的构建及其光催化析氢性能研究

本文采用离子快速注入法,在低温条件下利用微量NiO物种对TiO_2光催化剂表面微结构进行了修饰和改性,构建了NiO光催化反应活性中心。研究结果表明,Ni物种是以TiO_2-NiO-H形式存在于TiO_2表面;相对于未修饰的TiO_2光催化剂,NiO的修饰很大程度上提高了其光催化析氢性能,在最佳条件下,放氢速率由1.1μmol·h~(-1)提高到241.4μmol·h~(-1)。另外,Ni物种含量,热处理温度,乙醇电子给体浓度,催化剂悬浮浓度对光催化析氢性能也有明显的影响。光电化学实验结果表明,NiO的表面修饰能够产生有效的光催化反应活性中心,增强了光生电子-空穴电子对的分离效果。所制备的光催化剂采用X射线粉末衍射(XRD),光电子能谱(XPS)等技术进行表征。     

Pt-Chitosan-TiO2 for Efficient Photocatalytic Hydrogen Evolution via Ligand-to-Metal Charge Transfer Mechanism under Visible Light

The Pt-chitosan-TiO₂ charge transfer (CT) complex was synthesized via the sol-gel and impregnation method. The synthesized photocatalysts were thoroughly characterized, and their photocatalytic activity were evaluated toward H₂ production through water reduction under visible-light irradiation. The effect of the preparation conditions of the photocatalysts (the degree of deacetylation of chitosan, addition amount of chitosan, and calcination temperature) on the photocatalytic activity was discussed. The optimal Pt-10%DD75-T200 showed a H₂ generation rate of 280.4 μmol within 3 h. The remarkable visible-light photocatalytic activity of Pt-chitosan-TiO₂ was due to the CT complex formation between chitosan and TiO₂, which extended the visible-light absorption and induced the ligand-to-metal charge transfer (LMCT). The photocatalytic mechanism of Pt-chitosan-TiO₂ was also investigated. This paper outlines a new and facile pathway for designing novel visible-light-driven photocatalysts that are based on TiO₂ modified by polysaccharide biomass wastes that are widely found in nature.