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1. 研究目的与意义
随着化石能源的枯竭和生态环境的破坏，能源短缺和环境污染问题引起了人们的高度重视, 通过光催化技术将低密度的太阳能转化为高密度的化学能，实现分解水制氢，是解决未来能源短缺的重要方法之一。
开发设计高效、稳定、环保、低成本的捕光材料是实现光催化制氢技术实际应用的关键。
本实验拟设计合成一类苝二酰亚胺分子（pdi），利用非共价键力，如氢键、偶极-偶极相互作用、π-π堆积相互作用、范德华力、疏水相互作用及静电相互作用等，调控pdi的自组装，使其形成具有特定形貌与官能团的纳米结构聚集体，进而获得较大的激子扩散长度与较高的电子迁移率的超分子聚合物，用于光催化水分解制氢。
2. 国内外研究现状分析
研究表明，光催化过程一般分为三步。
首先形成电子-空穴对，由入射光子激发半导体的价带电子跃迁至其导带，留下等量的空穴位点；第二步，电荷迁移，激发态的电子及空穴迁移至半导体表面；第三步，发生氧化或还原反应，光生电子与光生空穴分别与表面吸附的电子受体（a）电子给体（d）反应，完成一系列氧化还原反应[1,2]。
需要注意的是，在第二个阶段中容易会发生光生电子-空穴对复合，以热辐射或光辐射的方式将能量消散掉。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容：用苝酐 (PTCA) 和酰肼反应生成苝二酰亚胺 (PDI) 及其衍生物，测试产物与氮化碳复合后的催化水产氢性能。
研究计划：2019年2月 文献收集、实验方案制定2019年3月-5月 实验，收集数据2019年5月-6月 整理、分析数据，完成论文并且答辩
4. 研究创新点
苝二酰亚胺 (PDI) 是一类具有较高的光、热稳定性，较高的电子亲和力及载流子迁移率的 n型有机半导体材料，催化水产氢性能较好，合成过程也较为简单。
PDI和氮化碳容易通过分子间弱相互作用在THF中复合，可以研究PDI对氮化碳催化水产氢性能的影响
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