基于曙红Y氧化性猝灭的高活性和高稳定的可见光催化产氢催化剂

李波 吕功煊

引用本文: 李波, 吕功煊. 基于曙红Y氧化性猝灭的高活性和高稳定的可见光催化产氢催化剂[J]. 物理化学学报, 2013, 29(08): 1778-1784. doi: 10.3866/PKU.WHXB201305302 shu
Citation:  LI Bo, LÜ ng Xuan. Highly Active and Stable Catalyst for Visible Light Hydrogen Production Based on Oxidative Quenching of Eosin Y[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2013, 29(08): 1778-1784. doi: 10.3866/PKU.WHXB201305302 shu

基于曙红Y氧化性猝灭的高活性和高稳定的可见光催化产氢催化剂

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(21173242) (21173242)

    国家重点基础研究发展规划项目(973) (2009CB22003) (973) (2009CB22003)

    国家高技术研究发展计划项目(863) (2012AA051501)资助 (863) (2012AA051501)

摘要:

以曙红Y(EY)敏化Pt/TiO2(EY-Pt/TiO2)光催化产氢体系为模型, 研究了电子传递剂甲基紫精(MV2+)的加入对该体系产氢活性和稳定性的影响, 并通过紫外-可见光(UV-Vis)吸收光谱、荧光光谱和光电化学表征手段对MV2+的作用机制进行了研究. 结果表明, 当以三乙醇胺(TEOA)为电子给体时, MV2+可使EY激发态发生氧化性和还原性淬灭, 有效降低了不稳定中间体EY3-·的形成和积累, 促进了电子由染料分子向产氢活性位点的有效传递, 从而提高了产氢体系的活性和稳定性. 两种敏化体系瞬态光电流以及产氢活性受EY浓度影响的差异进一步证明, MV2+作为电子传递剂有效提高了光生电子的传递和利用效率.

English

    1. [1]

      (1) Zhou, P.; Lu, G. X.; Ma, J. T. J. Mol. Catal. (China) 2011, 25 (4), 328. [周鹏, 吕功煊, 马建泰. 分子催化, 2011, 25 (4),328.]

      (1) Zhou, P.; Lu, G. X.; Ma, J. T. J. Mol. Catal. (China) 2011, 25 (4), 328. [周鹏, 吕功煊, 马建泰. 分子催化, 2011, 25 (4),328.]

    2. [2]

      (2) Zhou, P.; Zhao, C. J.; Dong,W. P.; Lu, G. X. J. Mol. Catal. (China) 2012, 26 (3), 265. [周鹏, 赵成坚, 董文平, 吕功煊.分子催化, 2012, 26 (3), 265.](2) Zhou, P.; Zhao, C. J.; Dong,W. P.; Lu, G. X. J. Mol. Catal. (China) 2012, 26 (3), 265. [周鹏, 赵成坚, 董文平, 吕功煊.分子催化, 2012, 26 (3), 265.]

    3. [3]

      (3) Wu, Y. Q.; Lu, G. X.; Li, S. B. J. Mol. Catal. (China) 2004, 18 (2), 125. [吴玉琪, 吕功煊, 李树本. 分子催化, 2004, 18 (2),125.](3) Wu, Y. Q.; Lu, G. X.; Li, S. B. J. Mol. Catal. (China) 2004, 18 (2), 125. [吴玉琪, 吕功煊, 李树本. 分子催化, 2004, 18 (2),125.]

    4. [4]

      (4) Elvington, M.; Brown, J.; Arachchige, S. M.; Brewer, K. J.J. Am. Chem. Soc. 2007, 129 (35), 10644. doi: 10.1021/ja073123t(4) Elvington, M.; Brown, J.; Arachchige, S. M.; Brewer, K. J.J. Am. Chem. Soc. 2007, 129 (35), 10644. doi: 10.1021/ja073123t

    5. [5]

      (5) Li, Q.; Guo, B.; Yu, J. G.; Ran, J. R.; Zhang, B. H.; Yan, H. J.; ng, J. R. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133 (28), 10878.doi: 10.1021/ja2025454(5) Li, Q.; Guo, B.; Yu, J. G.; Ran, J. R.; Zhang, B. H.; Yan, H. J.; ng, J. R. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133 (28), 10878.doi: 10.1021/ja2025454

    6. [6]

      (6) Wu, Y. Q.; Lu, G. X. J. Mol. Catal. (China) 2001, 15 (6), 467.[吴玉琪, 吕功煊. 分子催化, 2001, 15 (6), 467.](6) Wu, Y. Q.; Lu, G. X. J. Mol. Catal. (China) 2001, 15 (6), 467.[吴玉琪, 吕功煊. 分子催化, 2001, 15 (6), 467.]

    7. [7]

      (7) Silva, L. A.; Ryu, S. Y.; Choi, J.; Choi,W. Y.; Hoffmann, M. R.J. Phys. Chem. C 2008, 112 (32), 12069. doi: 10.1021/jp8037279(7) Silva, L. A.; Ryu, S. Y.; Choi, J.; Choi,W. Y.; Hoffmann, M. R.J. Phys. Chem. C 2008, 112 (32), 12069. doi: 10.1021/jp8037279

    8. [8]

      (8) Teets, T. S.; Nocera, D. G. Chem. Commun. 2011, 47 (33), 9268.doi: 10.1039/c1cc12390d(8) Teets, T. S.; Nocera, D. G. Chem. Commun. 2011, 47 (33), 9268.doi: 10.1039/c1cc12390d

    9. [9]

      (9) Wang, X.; Maeda, K.; Thomas, A.; Takanabe, K.; Xin, G.;Carlsson, J. M.; Domen, K.; Antonietti, M. Nat. Mater. 2008, 8 (1), 76.(9) Wang, X.; Maeda, K.; Thomas, A.; Takanabe, K.; Xin, G.;Carlsson, J. M.; Domen, K.; Antonietti, M. Nat. Mater. 2008, 8 (1), 76.

    10. [10]

      (10) Yan, H. J.; Yang, J. H.; Ma, G. J.;Wu, G. P.; Zong, X.; Lei, Z.B.; Shi, J. Y.; Li, C. J. Catal. 2009, 266 (2), 165. doi: 10.1016/j.jcat.2009.06.024(10) Yan, H. J.; Yang, J. H.; Ma, G. J.;Wu, G. P.; Zong, X.; Lei, Z.B.; Shi, J. Y.; Li, C. J. Catal. 2009, 266 (2), 165. doi: 10.1016/j.jcat.2009.06.024

    11. [11]

      (11) Yu, J.; Qi, L.; Jaroniec, M. J. Phys. Chem. C 2010, 114 (30),13118. doi: 10.1021/jp104488b(11) Yu, J.; Qi, L.; Jaroniec, M. J. Phys. Chem. C 2010, 114 (30),13118. doi: 10.1021/jp104488b

    12. [12]

      (12) Zheng, X. H.; Zhang, B.; Li, Q. L.; Jin, Z. S. J. Mol. Catal. (China) 1991, 5 (4), 340. [郑新华, 张兵, 李庆霖, 金振声.分子催化, 1991, 5 (4), 340.](12) Zheng, X. H.; Zhang, B.; Li, Q. L.; Jin, Z. S. J. Mol. Catal. (China) 1991, 5 (4), 340. [郑新华, 张兵, 李庆霖, 金振声.分子催化, 1991, 5 (4), 340.]

    13. [13]

      (13) Min, S. X.; Lü, G. X. Acta Phys. -Chim. Sin. 2011, 27 (9), 2178.[敏世雄, 吕功煊. 物理化学学报, 2011, 27 (9), 2178.]doi: 10.3866/PKU.WHXB20110904(13) Min, S. X.; Lü, G. X. Acta Phys. -Chim. Sin. 2011, 27 (9), 2178.[敏世雄, 吕功煊. 物理化学学报, 2011, 27 (9), 2178.]doi: 10.3866/PKU.WHXB20110904

    14. [14]

      (14) Chen, K. S.; Liu,W. H.;Wang, Y. H.; Lai, C. H.; Chou, P. T.;Lee, G. H.; Chen, K.; Chen, H. Y.; Chi, Y.; Tung, F. C. Adv. Funct. Mater. 2007, 17 (15), 2964.(14) Chen, K. S.; Liu,W. H.;Wang, Y. H.; Lai, C. H.; Chou, P. T.;Lee, G. H.; Chen, K.; Chen, H. Y.; Chi, Y.; Tung, F. C. Adv. Funct. Mater. 2007, 17 (15), 2964.

    15. [15]

      (15) Kubo,W.; Murakoshi, K.; Kitamura, T.; Yoshida, S.; Haruki,M.; Hanabusa, K.; Shirai, H.;Wada, Y.; Yanagida, S. J. Phys. Chem. B 2001, 105 (51), 12809. doi: 10.1021/jp012026y(15) Kubo,W.; Murakoshi, K.; Kitamura, T.; Yoshida, S.; Haruki,M.; Hanabusa, K.; Shirai, H.;Wada, Y.; Yanagida, S. J. Phys. Chem. B 2001, 105 (51), 12809. doi: 10.1021/jp012026y

    16. [16]

      (16) Li, Y. X.; Xie, C. F.; Peng, S. Q.; Lu, G. X.; Li, S. B. J. Mol. Catal. A: Chem. 2008, 282 (1), 117.(16) Li, Y. X.; Xie, C. F.; Peng, S. Q.; Lu, G. X.; Li, S. B. J. Mol. Catal. A: Chem. 2008, 282 (1), 117.

    17. [17]

      (17) Li, Y.; Zhang, J. Laser & Photonics Rev. 2010, 4 (4), 517.(17) Li, Y.; Zhang, J. Laser & Photonics Rev. 2010, 4 (4), 517.

    18. [18]

      (18) Hashimoto, K.; Kawai, T.; Sakata, T. Chem. Lett. 1983, 12 (5),709.(18) Hashimoto, K.; Kawai, T.; Sakata, T. Chem. Lett. 1983, 12 (5),709.

    19. [19]

      (19) Misawa, H.; Sakuragi, H.; Usui, Y.; Tokumaru, K. Chem. Lett.1983, 7, 1021.(19) Misawa, H.; Sakuragi, H.; Usui, Y.; Tokumaru, K. Chem. Lett.1983, 7, 1021.

    20. [20]

      (20) Li, Y. X.; Guo, M. M.; Peng, S. Q.; Lu, G. X.; Li, S. B. Int. J. Hydrog. Energy 2009, 34 (14), 5629. doi: 10.1016/j.ijhydene.2009.05.100(20) Li, Y. X.; Guo, M. M.; Peng, S. Q.; Lu, G. X.; Li, S. B. Int. J. Hydrog. Energy 2009, 34 (14), 5629. doi: 10.1016/j.ijhydene.2009.05.100

    21. [21]

      (21) Abe, R.; Hara, K.; Sayama, K.; Domen, K.; Arakawa, H.J. Photochem. Photobiol. A: Chem. 2000, 137 (1), 63.doi: 10.1016/S1010-6030(00)00351-8(21) Abe, R.; Hara, K.; Sayama, K.; Domen, K.; Arakawa, H.J. Photochem. Photobiol. A: Chem. 2000, 137 (1), 63.doi: 10.1016/S1010-6030(00)00351-8

    22. [22]

      (22) Shimidzu, T.; Iyoda, T.; Koide, Y. J. Am. Chem. Soc. 1985, 107 (1), 35. doi: 10.1021/ja00287a007(22) Shimidzu, T.; Iyoda, T.; Koide, Y. J. Am. Chem. Soc. 1985, 107 (1), 35. doi: 10.1021/ja00287a007

    23. [23]

      (23) Kalyanasundaram, K.; Kiwi, J.; Grätzel, M. Helv. Chim. Acta1978, 61, 2720.(23) Kalyanasundaram, K.; Kiwi, J.; Grätzel, M. Helv. Chim. Acta1978, 61, 2720.

    24. [24]

      (24) Islam, S. D. M.; Konishi, T.; Fujitsuka, M.; Ito, O.; Nakamura,Y.; Usui, Y. Photochem. Photobiol. 2000, 71 (6), 675.doi: 10.1562/0031-8655(2000)071<0675:PROMVU>2.0.CO;2(24) Islam, S. D. M.; Konishi, T.; Fujitsuka, M.; Ito, O.; Nakamura,Y.; Usui, Y. Photochem. Photobiol. 2000, 71 (6), 675.doi: 10.1562/0031-8655(2000)071<0675:PROMVU>2.0.CO;2

    25. [25]

      (25) Keller, V.; Bernhardt, P.; Garin, F. J. Catal. 2003, 215 (1), 129.doi: 10.1016/S0021-9517(03)00002-2(25) Keller, V.; Bernhardt, P.; Garin, F. J. Catal. 2003, 215 (1), 129.doi: 10.1016/S0021-9517(03)00002-2

    26. [26]

      (26) Zhang,W.; Hong, J.; Zheng, J.; Huang, Z. Y.; Zhou, J. R.; Xu,R. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133 (51), 20680. doi: 10.1021/ja208555h(26) Zhang,W.; Hong, J.; Zheng, J.; Huang, Z. Y.; Zhou, J. R.; Xu,R. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133 (51), 20680. doi: 10.1021/ja208555h

    27. [27]

      (27) Zheng, Z. K.; Huang, B. B.; Qin, X. Y.; Zhang, X. Y.; Dai, Y.;Whangbo, M. H. J. Mater. Chem. 2011, 21 (25), 9079.doi: 10.1039/c1jm10983a(27) Zheng, Z. K.; Huang, B. B.; Qin, X. Y.; Zhang, X. Y.; Dai, Y.;Whangbo, M. H. J. Mater. Chem. 2011, 21 (25), 9079.doi: 10.1039/c1jm10983a

    28. [28]

      (28) Pelet, S.; Grätzel, M.; Moser, J. E. J. Phys. Chem. B 2003, 107,3215.(28) Pelet, S.; Grätzel, M.; Moser, J. E. J. Phys. Chem. B 2003, 107,3215.

    29. [29]

      (29) Dürr, H.; Boβmann, S.; Beuerlein, A. J. Photochem. Photobiol. A: Chem. 1993, 73, 233. doi: 10.1016/1010-6030(93)90010-I

      (29) Dürr, H.; Boβmann, S.; Beuerlein, A. J. Photochem. Photobiol. A: Chem. 1993, 73, 233. doi: 10.1016/1010-6030(93)90010-I

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  699
  • 文章访问数:  1591
  • HTML全文浏览量:  20
文章相关
  • 发布日期:  2013-07-09
  • 收稿日期:  2013-04-16
  • 网络出版日期:  2013-05-30
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章