基于CdSe-鈷分子催化劑光陰極的光致產(chǎn)氫器件的研究.pdf

1、隨著化石燃料不斷消耗，環(huán)境污染和能源短缺問題日益突出，清潔，高效，無污染的可再生能源氫能已經(jīng)成為人們研究的焦點(diǎn)。通過太陽能光解水制氫，能夠?qū)⑻柲軆?chǔ)存在H-H鍵中。目前報(bào)道的光致產(chǎn)氫三組分體系雖然取得了一定的進(jìn)展，但存在體系中電子給體的不斷消耗以及催化劑不能回收利用等問題，為解決這些問題，水還原產(chǎn)氫的光電極的制備仍是一個(gè)富有挑戰(zhàn)性的課題。
　　本論文使用絲網(wǎng)印刷法制備了NiO薄膜電極，利用原位生長法將CdSe敏化到NiO電極表面，

2、通過SEM、EDX、XRD和紫外光譜對(duì)其進(jìn)行表征;將鈷肟配合物[Co(dmgH)2(4-PO3H2)Cl](1)(dmgH2=丁二酮肟)和[Co(dmgH)2(4-CO2H-py)Cl](2)分別通過磷酸根和羧酸根負(fù)載到CdSe量子點(diǎn)(QD)敏化的p-NiO電極上，成功組裝了CoCat./CdSeQD/NiO分子器件作為光陰極，Pt為輔助電極，Ag/AgCl為參比電極的光電化學(xué)池，并研究了PEC1和PEC2電極的催化性能。結(jié)果表明:(1

3、)在光照的條件下，偏壓為0至-0.7 V（相對(duì)于Ag/AgCl）區(qū)間，線性循環(huán)伏安測(cè)試PEC1和PEC2電極都表現(xiàn)出較大的光響應(yīng)電流密度，說明組裝的分子器件能夠?qū)崿F(xiàn)催化水還原產(chǎn)氫。(2)在偏壓為-0.4 V時(shí)，PEC2的光電流密度能夠達(dá)到58μA cm-2，PEC1的光電流密度為40μA cm-2，PEC1比PEC2電極具有較好的催化效果。
　　為了能夠回收光敏劑CdSe量子點(diǎn)和鈷肟催化劑，本論文引入碳納米管來實(shí)現(xiàn)這一目的。首先，

4、優(yōu)化水溶性量子點(diǎn)CdSe和碳納米管體系，當(dāng)碳納米管的含量為0.5 mg時(shí)，光照9h，產(chǎn)氫量增加了兩倍;隨后，將合成的長碳鏈鈷肟催化劑Co-C12纏繞在碳納米管上，與水溶性量子點(diǎn)CdSe組裝成產(chǎn)氫體系，光照9h和，產(chǎn)氫量達(dá)到了108.43μmol，將碳納米管離心重復(fù)實(shí)驗(yàn)，產(chǎn)氫效果變化不大，證明催化劑能夠穩(wěn)定在碳納米管表面，實(shí)現(xiàn)了催化劑的回收利用;最后，通過原位生長法和長鏈纏繞的方式將光敏劑CdSe和催化劑Co-C12同時(shí)置于碳納米管上，光