| Περίληψη |
Ένα αδιαμφισβήτητο φαινόμενο των τελευταίων, κυρίως, χρόνων είναι η ενεργειακή
κρίση. Οι διαθέσιμοι ορυκτοί πόροι, χρόνο με τον χρόνο εξαντλούνται, ενώ οι
ενεργειακές ανάγκες του σύγχρονου κόσμου ολοένα και αυξάνονται, μειώνοντας έτσι
δραματικά τα χρόνια που υπολογίζονται ότι καλύπτουν οι διαθέσιμοι ορυκτοί πόροι.
Έτσι, δικαίως το ερευνητικό ενδιαφέρον τις τελευταίες δεκαετίες έχει στραφεί στην
αξιοποίηση των διαθέσιμων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, όπως είναι η αιολική, η
βιομάζα, η ηλιακή κ.α.. Η ηλιακή ενέργεια ίσως έχει τις περισσότερες προοπτικές,
καθώς φτάνει καθημερινά στην Γη και βρίσκεται σε αφθονία. Μία χρήση της είναι η
παραγωγή αέριου υδρογόνου, προκειμένου να χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο. Μάλιστα,
από πολλούς ερευνητές αποκαλείται ως ¨καύσιμο του μέλλοντος¨ και αυτό γιατί μετά
τη χρήση του, παράγει, ακίνδυνα για τον άνθρωπο και το περιβάλλον, προϊόντα. Πιο
συγκεκριμένα, η ηλιακή ενέργεια μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την φωτοκαταλυτική
παραγωγή υδρογόνου, σε μία διεργασία που προσομοιάζει τη φυσική διαδικασία της
φωτοσύνθεσης, μετατρέποντας το νερό σε αέριο υδρογόνο. Σε ένα σύστημα
φωτοκαταλυτικής παραγωγής υδρογόνου, υπάρχουν τα εξής μέρη: ένας
φωτοευαισθητοποιητής (PS), ένας καταλύτης (CAT) και ένας θυσιαστικός δότης
ηλεκτρονίων (SED). Στην παρούσα πτυχιακή εργασία, στόχος ήταν η σύνθεση τετρα-
υποκατεστημένων πορφυρινών, συγκεκριμένα συντέθηκαν οι πορφυρίνες H2-TAPP,
H2-TPyP και H2-TEPP, η μετάλλωση αυτών με ψευδάργυρο και κοβάλτιο και η
αλληλεπίδρασή τους με rGO, για μελέτη φωτοκαταλυτικής παραγωγής υδρογόνου.
Όλες οι ενώσεις καθώς και τα ενδιάμεσα προϊόντα χαρακτηρίστηκαν και
ταυτοποιήθηκαν με Φασματοσκοπία Υπεριώδους-Ορατού (UV-Vis), Ιοντισμό
Εκρόφησης Υποβοηθούμενο από Μήτρα (MALDI-TOF MS) και Φασματοσκοπία
Πυρηνικού Μαγνητικού Συντονισμού (NMR). Για το φωτοκαταλυτικό σύστημα, ως
φωτοευαισθητοποιητές χρησιμοποιήθηκαν οι πορφυρίνες, ως καταλύτης
χρησιμοποιήθηκε η ένωση Na2PtCl6.6H2O, ως θυσιαστικός δότης ηλεκτρονίων
χρησιμοποιήθηκε ένα ρυθμιστικό διάλυμα ασκορβικού οξέος (1Μ, pH=4), ενώ ως
electron mediator χρησιμοποιήθηκε το rGO. Από τις φωτοκαταλυτικές μελέτες
προέκυψε ότι, το πιο πιθανόν, οι πορφυρίνες TAPP-Zn, TAPP-Co, TPyP-Co, TCPP-
Zn και TCPP-Co δεν αλληλεπιδρούν με το rGO, καθώς η παραγωγή υδρογόνου ήταν
μειωμένη, σε σύγκριση με τα πειράματα που πραγματοποιήθηκαν χωρίς την παρουσία
rGO στο φωτοκαταλυτικό σύστημα. Αντίθετα, η πορφυρίνη TPyP-Zn, το πιο πιθανό
είναι ότι, αλληλεπιδρά με το rGO, καθώς οδήγησε σε μεγαλύτερη παραγωγή
υδρογόνου σε σχέση με το πείραμα που πραγματοποιήθηκε χωρίς την παρουσία rGO
στο φωτοκαταλυτικό σύστημα.
|
Σύνθεση συμμετρικών τετρα-υποκατεστημένων πορφυρινών και αλληλεπίδραση αυτών με rGO για φωτοκαταλυτική παραγωγή υδρογόνου
