[发明专利]一种以石墨烯为电子介导的含铁硫簇合物的光致产氢催化体系、其制备方法及用途

摘要

本发明提供一种以石墨烯为电子介导的含铁硫簇合物的光致产氢催化体系、其制备方法及用途，属于光致产氢催化剂领域。具体而言，提供一种以石墨烯为电子介导的含金属硫簇合物的光致产氢催化体系，包含与氧化石墨烯(GO)分别连接的金属硫簇合物和卟啉衍生物。本发明弥补氢化酶模型物大都不溶于水的缺点，得到的以氧化石墨烯为连接媒介的纳米材料。以本发明纳米材料作为催化剂的体系产氢量明显高于其他体系。并且，本发明的纳米材料未使用贵金属催化剂，还降低了生产成本。

主权项

一种以石墨烯为电子介导的含金属硫簇合物的光致产氢催化体系，其特征在于：包含与氧化石墨烯分别通过化学基团或化学键连接的金属硫簇合物和卟啉衍生物；金属硫簇合物中的金属为铁；卟啉衍生物选自具有光敏活性的下列化合物：四苯基卟啉(TPP)及其衍生物，四苯基卟啉锌(ZnTPP)及其衍生物，四苯基卟啉镁(MgTPP)及其衍生物，四苯基卟啉铁(FeTPP)及其衍生物，四苯基卟啉锰(MnTPP)及其衍生物，四苯基卟啉钌(RuTPP)及其衍生物，四苯基卟啉铜(CuTPP)及其衍生物，四苯基卟啉镍(NiTPP)及其衍生物；所述衍生物为上述化合物的1个或多个苯基上被1个或多个选自下列的取代基取代后的化合物：F、Cl、Br、I、‑COOR_b、‑OH、SH、CN、NH₂、NO₂、任选被一个或多个R_a取代的C_1‑40烷基、任选被一个或多个R_a取代的C_2‑40烯基、任选被一个或多个R_a取代的C_2‑40炔基、任选被一个或多个R_a取代的C_1‑40烷基氧基、任选被一个或多个R_a取代的环烷基、任选被一个或多个R_a取代的C_6‑20芳基、任选被一个或多个R_a取代的5‑20元杂芳基，其中所述杂芳基包含1‑5个独立选自N、O和S的杂原子；每个R_a独立地选自C_1‑40烷基、C_1‑40烷氧基、C_2‑40烯基、C_2‑40炔基、C_3‑20环烷基、F、Cl、Br、I、OH、SH、CN、NH₂、NO₂；R_b独立地选自H、C_1‑40烷基、C_2‑40烯基、C_2‑40炔基、C_3‑20环烷基、3‑20元杂环基、C_6‑20芳基、5‑20元杂芳基，其中所述杂环基和杂芳基包含1‑5个独立选自N、O和S的杂原子。