[发明专利]具有双功能电催化活性的杂多配合物与钌(Ⅱ)配合物杂化薄膜

说明书

技术领域

本发明涉及一种由2种组分形成的杂化薄膜，尤其涉及一种杂多配合物和钌(II)配合物组装的杂化薄膜。

背景技术

杂多配合物作为一类金属氧簇化合物具有独特的结构和优良的物理化学性质，使其在催化、医药和材料化学等领域具有重要的理论研究价值和广阔的应用前景。其性质可以通过调整杂多配合物的结构和元素组成而得到调整。目前文献中有大量有关杂多配合物修饰电极的电催化性能的研究工作报道，如Keggin结构杂多酸SiMo₁₁VO₄₀^5-和聚(二烯丙基二甲基氯化铵)形成的多层膜修饰电极对HNO₂的还原反应有良好的电催化作用(黄正国，程龙，孙勤，刘柏峰、董绍俊，分析化学，2000，28(11)，1331～1335)，Dawson结构杂多酸P₂W₁₈O₄₀^6-修饰电极以及镧取代Dawson型磷钨杂多酸聚吡咯修饰电极对NO₂^-的还原也具有良好的电催化作用(李丽东，李文江，孙长青，基于溶胶-凝胶技术的磷钨杂多酸化学修饰电极的组装及其电催化，高等学校化学学报，2000，6，865～869；段德良，王宅中，周世萍，吴刚，分析化学，2001，29(6)，679～681。)。然而，文献中有关硼钨杂多配合物及其过渡元素取代的硼钨杂多配合物的电化学研究工作鲜有报道[Shuiying Gao，Rong Cao*，Xing Li，Self-assembly of Keggin-type tungstoborate-based multilayer films and their electrochemical behavior，Thin Solid Films，2006，500，283-288]，而硼元素是一个缺电子的元素，因此其形成的杂多配合物的性质较硅和磷元素形成的杂多配合物可能有较大的区别，因此有关化合物的电化学性质研究值得深入探讨；另一方面，文献中通过静电相互作用修饰的薄膜电极，其阳离子多采用无功能性的阳离子，因此这类薄膜修饰电极的电化学性质仅仅表现了杂多配合物的性质。然而，从我们曾报道的杂多配合物与半菁衍生物组装的具有光电化学活性的薄膜材料的研究工作[(a)高丽华，王克志，粟京平，具有光电化学活性的半菁衍生物和多金属氧酸盐自组装薄膜，中国发明专利，201210029119.2；(b)L.H.Gao^*，Q.L.Sun，K.Z.Wang.Photoelectrochemical properties of a series of electrostatically self-assembled films based on sandwich-type polyoxometalates and a bichromophore hemicyanine dye，Journal of Colloid and Interface Science，2013，393，92-96；(c)L.H.Gao^*，Q.L.Sun，J.M.Qi，X.Y.Lin，K.Z.Wang.Enhanced photocurrent generation from an electrostatically self-assembled film of sandwich-type tetracadmium(II)tungstophosphorate/hemicyanine，Electrochimica Acta，2013，92，236-242；(d)L.H.Gao^*，Q.L.Sun，X.Y.Lin，J.M.Qi，K.Z.Wang.Photoelectrochemical properties of three inorganic/organic hybrid films formed from sandwich-type tetrazinc(II)tungstophosphorate and hemicyanines with varied alkyl chain lengths，Colloids and SurfacesA：Physicochemical and Engineering Aspects，2013，423，162-169]，发现杂多配合物与半菁衍生物物在薄膜中的相互作用使材料的光电性能得到增强。因此，将功能性的阴、阳离子结合于一体形成薄膜的研究工作在理论和实际应用方面具有研究意义。我们通过大量的实验探索，由钌(II)配合物和硼钨锌杂多配合物制备了具有双催化功能的薄膜修饰电极，目前，该薄膜修饰电极材料未见报道。