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研究生:施君平
研究生(外文):Chun-Ping Shih
論文名稱:嗒(口井)釕雙核錯合物的水氧化催化反應
論文名稱(外文):Water oxidation catalysis by pyridazine derivatives based diruthenium complexes
指導教授:張祖辛
指導教授(外文):Chang,Tsu-Hsin
學位類別:碩士
校院名稱:國立中山大學
系所名稱:化學系研究所
學門:自然科學學門
學類:化學學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2010
畢業學年度:98
語文別:中文
論文頁數:86
中文關鍵詞:嗒(口井)催化水氧化釕錯合物
外文關鍵詞:ruthenium complexepyridazinecatalysiswater oxidation
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在本篇論文中,我們成功的合成四種嗒(口井)釕錯合物,分別是[Ru2(PPD)(bpy)2(μ -Cl)Cl2]Cl (1a)和[Ru2(PTA)(bpy)2Cl4-] (2a),以及氯原子被取代掉的水配位錯合物[Ru2(PPD)(bpy)2(μ -Cl) (OH2)2](PF6)3 (1b)和[Ru2(PTA)(bpy)2(OH2)4](PF6)4 (2b)。
本實驗以四價鈰離子做為氧化劑,兩種水配位錯合物1b 及2b 做為水氧化催化劑,證明錯合物1b 及2b 皆有催化的效果,其中錯合物1b 在催化上的反應速率常數及TN 值(Turnover Number)均比錯合物2b 來得好;再與參考文獻比較中也可發現,錯合物1b 在做為水氧化催化劑上有不錯的潛力。
壹、緒論·····1
貳、實驗部份
一、實驗儀器···11
二、實驗藥品···12
三、實驗流程圖·······14
四、實驗步驟18
參、結果與討論······26
一、配位子性質探討·······27
二、嗒(口井)釕錯合物結構探討29
三、嗒(口井)釕錯合物的UV-VIS 吸收光譜探討···33
四、嗒(口井)釕錯合物的電化學性質探討······38
五、嗒(口井)釕錯合物的酸鹼行為探討····42
六、嗒(口井)釕錯合物的氧化水產生氧氣速率探討····50
肆、結論···59
伍、參考文獻···60
附錄
附錄一、3,6-Bis(1-pyrazolyl)pyridazine 1HNMR光譜圖······62
附錄二、3,6-Bis(2-pyridyl)-1,2,4,5-tetrazine 1HNMR 光譜圖·····63
附錄三、cis(Cl),cis(S)-[RuCl2(bpy)(dmso-S)2] 1HNMR 光譜圖··64
附錄四、錯合物1a 之1HNMR 光譜圖········65
附錄五、錯合物2a 之1HNMR 光譜圖········66
附錄六、pyrazole 1HNMR 光譜·····67
附錄七、3,6-dichloropyridazine 1HNMR 光譜圖···68
附錄八、錯合物1a 正離子質譜圖······69
附錄九、錯合物2a 正離子質譜圖······70
附錄十、錯合物1b 正離子質譜圖······71
附錄十一、錯合物2b 正離子質譜圖·72
附錄十二、未加入含釕錯合物時分解水產生氧氣之溶氧量73
附錄十三、錯合物1b 分解水產生氧氣之溶氧量····75
附錄十四、錯合物2b 分解水產生氧氣之溶氧量····77
圖目錄
圖一、水在pH7 狀況下各種反應的氧化還原電位圖······2
圖二、以光誘導水分解成氫氣和氧氣的過程····4
圖三、鉑催化生成氫氣示意圖······5
圖四、二氧化釕催化生成氧氣示意圖·5
圖五、電化學反應裝置示意圖······9
圖六、電極與溶液中反應物發生氧化還原反應示意圖··10
圖七、循環伏安法裝置圖····24
圖八、錯合物1a可能的立體結構及其對稱示意圖之一···30
圖九、錯合物1a可能的立體結構及其對稱示意圖之二···31
圖十、錯合物2a的立體結構及其對稱示意圖··32
圖十一、錯合物釕金屬中心與配位子的定性軌域能階··35
圖十二、錯合物1a 及其水配位釕錯合物1b 之UV-VIS 吸收光譜圖···36
圖十三、錯合物2a 及其水配位釕錯合物2b 之UV-VIS 吸收光譜圖···37
圖十四、錯合物1b 之CV 圖········40
圖十五、錯合物2b 之CV 圖········41
圖十六、錯合物1b 在不同pH 下之UV-VIS 吸收圖········43
圖十七、pH vs. (A-Ab)/(Aa-A)圖······44
圖十八、錯合物1b 之Pourbaix diagram·······49
圖十九、錯合物1b 在水中催化產生氧氣vs 時間圖······54
圖二十、錯合物2b 在水中催化產生氧氣vs 時間圖······55
圖二十一、水分子競爭與錯合物1b 中的釕金屬中心配位示意圖······56
圖二十二、水分子競爭與錯合物2b 中的釕金屬中心配位示意圖······56
圖二十三、錯合物A 之立體結構圖····57
圖二十四、錯合物B 之立體結構圖···57
圖二十五、錯合物C 之立體結構圖···58
表目錄
表一、具催化活性之釕錯合物······7
表二、配位子及其前驅物1H NMR 光譜訊號····28
表三、嗒
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