[发明专利]铱配合物、其制备方法、可见光催化还原水的方法、以及染料敏化太阳电池

说明书

技术领域

本发明提供一种铱配合物、其制备方法，以及利用所述铱配合物实现可见光催化还原水的方法、和制得的染料敏化太阳电池。

背景技术

进入21世纪以来，化石能源的消耗不仅造成能源危机，而且严重的破坏了人类生存的环境。寻找和开发环境友好型、可再生的绿色能源已经成为人类关注的重点。氢能具有清洁无污染、氢的发热值高、燃烧性能好、利用形式多、存储量大等特点；太阳能具有普遍、无害、长久使用的特征，它们被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源。氢气能否作为燃料广泛使用，关键在于制氢工艺。作为大规模生产氢的主要途径，电解水无疑是最可行的。然而，水分子中的氢原子结合得十分紧密，电解时要耗用大量的电力，比燃烧氢气本身所产生的能量还要多。光催化分解水制备氢气是借助光的能量使水分解，将太阳能转换为化学能，因此这一技术作为从水中提取氢的受到了科学界的瞩目。传统半导体材料具有光催化还原水制备氢气的性能，然而其具有吸收可见光能力差，催化速率缓慢的特征。同时，寻找优异的光催化剂将二氧化碳还原为碳氢化合物(比如甲烷)，不仅可以解决气候问题，还可以缓解能源危机。另外，设计和可发将太阳能转换为电能的器件研究也成为当今的研究热点，染料敏化太阳电池是一种制备工艺简单，成本低廉的光电转换器件，利用这种电池来利用太阳能也成为人们工作的重点。鉴于以上情况，研究开发具有可见光响应，可以快速将水还原制备氢气和将二氧化碳还原为碳氢化合物的催化剂将太阳能转换为化学能以及将太阳能转换为电能的器件成为当下的研究热点。

发明内容

本发明提供一种铱配合物，具有可见光响应，是一种可以快速将水还原制备氢气的催化剂。

本发明还提供所述铱配合物的制备方法。

本发明还提供以所述铱配合物作为光敏剂实现可见光催化还原水制备氢气的方法。

本发明还提供含有所述铱配合物的染料敏化太阳电池。

所述铱配合物，其化学式为Ir(L)₂Hbpdc，其中L为3-三氟甲基-2-苯基苯并噻唑，2-苯基苯并噻唑，2-苯基-5-(三氟甲基)苯并噻唑或4-N，N二甲基-苯基-5-(三氟甲基)苯并噻唑，Hbpdc为4-羧基-4′-羧酸根-2，2′-联吡啶。

所述铱配合物的结构式为

配合物1

配合物2

配合物3

配合物4