| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 目录 | 第7-11页 |
| TABLE OF CONTENTS | 第11-14页 |
| 图目录 | 第14-16页 |
| 表目录 | 第16-18页 |
| 主要符号表 | 第18-19页 |
| 1 绪论 | 第19-46页 |
| 1.1 研究背景和意义 | 第19-20页 |
| 1.2 自然界的光合作用 | 第20-22页 |
| 1.2.1 光合作用系统的构成 | 第20-21页 |
| 1.2.2 光系统Ⅱ | 第21-22页 |
| 1.2.3 光系统Ⅱ释氧中心 | 第22页 |
| 1.3 人工光合作用 | 第22-27页 |
| 1.3.1 基于分子的均相人工光合作用体系 | 第23-24页 |
| 1.3.2 基于半导体材料的多相人工光合作用体系 | 第24-26页 |
| 1.3.3 基于光电化学电池的人工光合作用 | 第26-27页 |
| 1.4 分子水平水氧化催化剂 | 第27-38页 |
| 1.4.1 研究水氧化催化剂性能的均相体系 | 第27-28页 |
| 1.4.2 催化水氧化的机理研究 | 第28-29页 |
| 1.4.3 基于Ru配合物的水氧化催化剂 | 第29-35页 |
| 1.4.4 基于非贵金属配合物的水氧化催化剂 | 第35-38页 |
| 1.5 电催化水氧化器件的组装 | 第38-42页 |
| 1.5.1 无机氧化物膜电催化水氧化阳极 | 第38页 |
| 1.5.2 分子催化剂修饰的电催化水氧化阳极 | 第38-42页 |
| 1.6 基于分子催化剂的光电化学电池 | 第42-44页 |
| 1.6.1 基于分子催化剂和分子光敏剂的光阳极 | 第42-43页 |
| 1.6.2 基于分子催化剂和半导体材料的光阳极 | 第43-44页 |
| 1.7 本文主要研究思路与内容 | 第44-46页 |
| 2 钌配合物修饰的碳纳米管阳极 | 第46-62页 |
| 2.1 引言 | 第46-47页 |
| 2.2 实验部分 | 第47-53页 |
| 2.2.1 实验药品 | 第47-48页 |
| 2.2.2 分析测试仪器 | 第48-49页 |
| 2.2.3 目标化合物合成与表征 | 第49-51页 |
| 2.2.4 复合阳极Ru1/MWCNTs/ITO的制备 | 第51页 |
| 2.2.5 电化学测试方法和条件 | 第51-52页 |
| 2.2.6 定量检测氧气和氢气的标准曲线 | 第52-53页 |
| 2.3 结果与讨论 | 第53-61页 |
| 2.3.1 化合物Ru1的合成 | 第53页 |
| 2.3.2 复合阳极的制备 | 第53页 |
| 2.3.3 催化剂Ru1的光谱性质 | 第53-54页 |
| 2.3.4 催化剂Ru1的电化学性质 | 第54-55页 |
| 2.3.5 复合阳极Ru1/MWCNTs/ITO的表征 | 第55-56页 |
| 2.3.6 复合阳极Ru1/MWCNTs/ITO的电催化水氧化研究 | 第56-59页 |
| 2.3.7 复合阳极Ru1/MWCNTs/ITO的电催化水氧化稳定性 | 第59-60页 |
| 2.3.8 复合阳极Ru1/MWCNTs/ITO催化性能比较 | 第60-61页 |
| 2.4 本章小结 | 第61-62页 |
| 3 立方烷Co分子催化剂修饰的阳极和光阳极 | 第62-78页 |
| 3.1 引言 | 第62-63页 |
| 3.2 实验部分 | 第63-68页 |
| 3.2.1 实验药品 | 第63页 |
| 3.2.2 分析测试仪器 | 第63-64页 |
| 3.2.3 目标化合物合成与表征 | 第64-67页 |
| 3.2.4 立方烷Co修饰电极的制备 | 第67页 |
| 3.2.5 电化学测试方法 | 第67-68页 |
| 3.2.6 光电化学测试方法 | 第68页 |
| 3.3 结果与讨论 | 第68-77页 |
| 3.3.1 FTO/Nafion/Co1电催化水氧化 | 第68-69页 |
| 3.3.2 证明Co1在电极上以分子形式催化水氧化 | 第69-72页 |
| 3.3.3 立方烷Co与其它Co催化剂的对比 | 第72-74页 |
| 3.3.4 取代基对立方烷Co电催化活性的影响 | 第74-75页 |
| 3.3.5 FTO/α-Fe_2O_3/Nafion/Co1光阳极性能测试 | 第75-77页 |
| 3.4 本章小结 | 第77-78页 |
| 4 Co~(2+)在WO_4~(2-)、MoO_4~(2-)溶液中原位生成的CoO_x阳极 | 第78-92页 |
| 4.1 引言 | 第78-79页 |
| 4.2 实验部分 | 第79-81页 |
| 4.2.1 实验药品 | 第79页 |
| 4.2.2 分析测试仪器 | 第79页 |
| 4.2.3 电化学测试方法和条件 | 第79-80页 |
| 4.2.4 阳极FTO/Co-W和阳极FTO/Co-Mo的制备 | 第80页 |
| 4.2.5 法拉第效率的测定 | 第80-81页 |
| 4.3 结果与讨论 | 第81-91页 |
| 4.3.1 FTO/Co-W和FTO/Co-Mo阳极的电沉积制备 | 第81-82页 |
| 4.3.2 FTO/Co-W和FTO/Co-Mo阳极的表征 | 第82-85页 |
| 4.3.3 FTO/Co-W和FTO/Co-Mo电催化水氧化性能研究 | 第85-88页 |
| 4.3.4 FTO/Co-W和FTO/Co-Mo的法拉第效率 | 第88-89页 |
| 4.3.5 电催化水氧化测试后阳极的变化 | 第89-91页 |
| 4.4 本章小结 | 第91-92页 |
| 5 基于铁的水氧化分子催化剂的开发 | 第92-111页 |
| 5.1 引言 | 第92-93页 |
| 5.2 实验部分 | 第93-102页 |
| 5.2.1 实验药品 | 第93-94页 |
| 5.2.2 分析测试仪器 | 第94-95页 |
| 5.2.3 目标化合物合成与表征 | 第95-101页 |
| 5.2.4 晶体培养与晶体测试 | 第101页 |
| 5.2.5 电化学测试方法和条件 | 第101页 |
| 5.2.6 紫外-可见吸收光谱测试 | 第101页 |
| 5.2.7 催化水氧化性能测试 | 第101-102页 |
| 5.3 结果与讨论 | 第102-110页 |
| 5.3.1 Fe配合物的结构分析 | 第102-103页 |
| 5.3.2 紫外-可见吸收光谱分析 | 第103-105页 |
| 5.3.3 配合物Fe6的晶体结构 | 第105-106页 |
| 5.3.4 配合物Fe6的电化学性质 | 第106页 |
| 5.3.5 Fe配合物催化水氧化的性能 | 第106-109页 |
| 5.3.6 催化剂Fe6催化水氧化动力学研究 | 第109-110页 |
| 5.4 本章小结 | 第110-111页 |
| 6 结论与展望 | 第111-113页 |
| 6.1 结论 | 第111页 |
| 6.2 创新点摘要 | 第111-112页 |
| 6.3 展望 | 第112-113页 |
| 参考文献 | 第113-122页 |
| 附录A 本论文中合成的化合物的部分表征谱图 | 第122-127页 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 | 第127-128页 |
| 致谢 | 第128-129页 |
| 作者简介 | 第129页 |
