化学通报

作者：慈成刚,董龙,臧杰超,罗国相

关键词：多酸,光解水,H2产生,反应机理,密度泛函理论,

基金：黔南州社会发展项目（黔南科社字2017-91）、贵州省科技厅项目（黔科合基础[2020]1Y050）和黔南民族师范学院项目（qnsyrc201612，qnsyk201601）资助

本文采用密度泛函理论（DFT）和含时密度泛函理论（TD-DFT）方法研究了Keggin型多酸[SiW12O40]4-催化光解水产氢机理。计算结果显示反应主要包括四个步骤：（1）光激发；（2）电荷转移和生成单电子还原（OER）中间体；（3）生成双电子还原（TER）中间体；（4）氢气从多酸表面解离和催化剂重生。当第一个电子从甲醇转移到多酸后，后续反应均为热力学上有利的放热途径，并推动第二个电子从甲醇自由基、H[SiW12O40]4-或[SiW12O40]5-转移到OER中间体H[SiW12O40]4-或[SiW12O40]5-生成TER中间体[SiW12O40]6-、H[SiW12O40]5-或H2[SiW12O40]4-，并伴随着H2产生。耦合的电子和质子转移路径在能量上最有利。甲醇和水分子的参与有利于H2产生。多酸在整个催化循环中作为光敏剂、催化剂、电子的受体和给体。

来源：2020年第9期

《化学通报》期刊编辑部

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