在这里，我们正在开发一个光催化系统，利用水作为质子源，从水中产生氢气。第二，我们希望在完全有氧条件下稳定系统。我们系统的蓝图是以生物学为基础的。
生物学也使用光系统，在那里它收集太阳能来产生化学能。我们将在合成背景中模拟这个系统。在这里，我们的系统将包括三个重要部分。
首先，将有一个光敏剂，这将只不过是一个简单的有机染料。其次，将有一个钴基催化剂，将产生氢的质子。而整个分子混合的第三个重要部分将是一个链接器，它将连接光系统和催化剂。
这种链接器将是有机分子的延伸，这将是一个火种图案，它将锚定与钴胺链接器。整个实验部分分为三个部分。第一个是综合体的合成过程。
第二个是复合物的特征。第三是这种复合物在有氧条件下的阳光下生产氢气。首先，我们开始合成钴氧。
起初，我们采取丙酮。然后，我们加入二甲基氧化氧，并通过搅拌溶解它。另一方面，我们采取钴氯酸盐的水溶液。
钴氯酸盐的水溶液滴滴加入二甲基氧化基的丙酮溶液中。首先，解决方案是蓝色，它会慢慢变成蓝绿色。然后，溶液经过两个小时的反应后被过滤，滤液在夜间保持在4摄氏度。
然后，我们获得了一个绿色沉淀。在合成的第二步，我们将使用我们在第一步合成的钴氧。在这里，我们将使用我们的光敏剂染料，它实际上有一个火定剂，将添加到轴向位置的钴氧。
在合成的第二步，首先我们采取我们的钴氧的金属溶液，这是绿色的颜色。然后，我们添加一个等效的三乙胺碱基，这将慢慢改变溶液的颜色为棕色，这将是一个透明的棕色溶液。然后，我们将光敏剂染料的等效一个添加到其中，然后搅拌溶液三个小时。
半小时后，我们开始看到一个沉淀出来的解决方案。经过三个小时的实验，通过过滤 Whatman 40 滤纸，我们将这种沉淀物拿出来。然后，沉淀物被用冷甲醇洗净。
然后，通过加入氯仿，以溶液形式收集沉淀物。我们在此步骤中获得的棕色溶液在室温下慢慢蒸发，以获得光敏-钴氧混合复合物的棕色产品。因此，在表征部分，我们首先溶解了解毒DMSO中的复合物，并得到了该复合物的质子光谱。
所以，这里是一个质子光谱。盐区由两种类型的质子组成:12个质子，来自二甲基利氧，6个质子来自光敏器。芳香区主要占PS染料，两个质子来自二甲基利氧。
在这里，我们突出芳香区域，其中所有质子都相应地分配。接下来，我们做了我们复杂的光学光谱。我们连续稀释了高达20微摩尔的复合物，然后在这个紫外分光光度计中记录了其光谱。
如果我们研究紫外线光谱，我们可以看到有两个重要的波段进入复合体。首先，在 UV 区域，我们看到一个带，可能是从 pi 到 pi 星过渡。其次，可见区域中的一个波段用于 LMC 过渡。
如果我们比较光敏剂和钴氧复合物的起始材料，我们可以看到这些峰值，我们观察到我们的混合复合物是明显不同于起始材料。在这里，我们已经从氯仿溶液中，将光催化-钴氧混合复合物的单晶。然后，我们衍射它，这个棕色的晶体，所以一个单一的晶体退出衍射仪。
我们从单晶衍射仪中获得的结构，我们可以清楚地看到钴氧复合物通过轴向热敏剂结合光敏剂。这里的钴和氮丙胺链接器键距离为1.965，与类似罐子的类似复合物非常相似。在标准三电极机构中，对钴光增敏混合系统进行了电化学。
第一个电极是工作电极，它只不过是一个一毫米半径的玻璃碳盘电极。这种玻璃碳盘电极用125微米铝粉彻底抛光，并在使用前用去电化水清洗。然后，与氯化银参考电极和铂金或反电极一起组装在三电极系统中。
然后，在实际实验之前，将溶液与氮气解气。然后，我们记录了我们综合体的循环伏图。首先，我们从 DMF 解决方案开始。
我们从阴极区域开始扫描，然后慢慢移动到阴极区域。我们看到，一些计量高峰。然后，当我们向溶液中加水时，阴极峰值之一的强度增加。
这可能是由于那个中心的氢气生产。后来确认，当我们在同一溶液中添加酸，电流将进一步增加。因此，这清楚地表明，在水的存在，钴复合物，在光敏剂的存在，可以活跃为氢气生产。
研究这种复合物在理想阳光下和有氧条件下进行光催化氢的产生。在封闭的系统中，我们有光敏剂-钴混合复合体溶解在7H23 DMF水中，并增加了牺牲电子供体。这个封闭的系统与氢气探测器相连，因此我们可以持续监测溶液中的氢气。
我们观察到，当PS催化剂混合体暴露在阳光下时，氢气在该装置中持续增长。氢气的积累是连续的，没有注意到滞后期。我们进一步通过气相色谱（或GC）实验确认了氢气的形成。
我们已经通过注射器收集了头部空间气体，并在GC中注入，以观察氢气的信号。通过控制和空白注入的补充实验，确认了GC中的氢特性。在这里，我们合成了一个成功的模型，其中我们把光系统和催化剂一起包括在同一分子中。
反应的整体机制可能从光敏剂的激发开始。它带阳光的地方，并到达兴奋的状态。在兴奋状态下，它失去了电子。
失去电子后，它成为一个带正电荷的离子，它需要来自牺牲电子捐赠者的电子再次进入地面状态。另一方面，释放的电子可能穿过与催化剂的连带器。在催化剂系统中，一旦获得电子，就会进入降低状态。
在减少状态下，它与质子反应产生氢气，完成催化的循环。在这个项目中，我们成功地开发了光敏-钴催化剂混合系统，可以直接从水中产生氢气。这种氢气生产连续发生一个小时，没有任何滞后期。
这个完整的系统在有氧条件下是稳定和活跃的。
