В начале 19 века потребность в потреблении ископаемого топлива резко возросла после промышленной революции в Великобритании, и только недавно было осознано, что атмосфера Земли не является бесконечным поглотителем для CO2 и других загрязнителей. В ближайшем будущем будут сталкиваться серьезные глобальные катастрофические проблемы, такие как озоновая дыра и глобальное потепление. Ожидается, что глобальный спрос на энергию (в настоящее время около 15 ТВт), вызванный быстрым экономическим развитием растущего мирового населения, удвоится к 2050 году и утроится к 2100 году. Из-за резкого роста спроса на энергию по мере роста мирового населения, сокращения запасов ископаемых энергоресурсов и экологических проблем ядерной энергии, стремительно растет интерес к поиску возобновляемых и экологически чистых энергоресурсов. Важнейшим источником энергии, который может удовлетворить этот спрос, является молекулярный водород. Экологически чистым вариантом генерации молекулярного водорода является фотокаталитическое восстановление воды. При этом используются многокомпонентные системы, состоящие из сенсибилизатора, медиатора, катализатора и донора электрона. Возможность совместить все компоненты в одной молекуле является крайне актуальной задачей, на решение которой направлены усилия многих научных групп, в том числе и нашей. В дипломной работе проведены исследования фотокаталитических свойств в реакции восстановления водорода 10-метил-9- фенилакридин йодида (РЬАсг!).
Основной целью дипломной работы является изучение фотокаталитических свойств 10-метил-9-фенилакридин йодида в реакции получения молекулярного водорода.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1. Исследовать фотохимические свойства 10-метил-9-фенилакридин йодида. Обосновать возможность его применения в качестве фотокатализатора процесса образования молекулярного водорода.
2. Исследовать влияние природы источника H+, природы растворителя и молекул - доноров электронов на эффективность каталитической системы;
3. Выявить основные закономерности протекания
фотокаталитических реакций в зависимости от условий процесса;
4. Предложить механизм протекающего процесса.
1. Подробно изучены люминесцентные свойства 10 -метил-9- фенилакридина йодида. Показано, что в системе возможен перенос энергии по механизму Ферстера.
2. С использованием электронной спектроскопии удалось зафиксировать образование, ранее не описанного дикатиона. При этом образуется комплекс состава 1:1 и его концентрация сильно зависит от природы используемой кислоты.
3. Подробно изучен процесс использования 10-метил-9- фенилакридина йодида в качестве фотокатализатора процесса получения молекулярного водорода в различных апротонных растворителях и в воде. На основании полученных данных была предложена схема протекающего процесса.
4. Выявлено влияние природы используемых кислот, их концентраций на эффективность протекания фотокаталитического процесса. Показано, что количество образующегося молекулярного водорода в случае кислот, имеющих среднее значение pK максимальное.
5. Показано, что при низких значениях pH фотокаталитический процесс протекает по двум параллельным направлениям, в ходе которых образуется молекулярный водород и кислород.
