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将太阳辐射转换为便于使用的能源是许多研究人员已经考虑的问题,对全球变暖和能源需求的担忧激发了对太阳能利用的学术研究。通过开发催化系统,利用太阳光中的能量可以将水分解成氢气和氧气。为了实现这一长期目标,利用过渡金属配合物光敏剂实现的太阳光驱动的电子转移反应显示出颇具希望的结果。过渡金属配合物可以通过化学修饰系统地调整其光物理和电化学性质,它们能够捕获光子能量并导致有效产生长寿命的电荷分离状态。在对发光过渡金属配合物的众多研究中,环金属铱(Ⅲ)配合物具有可调谐的光物理性质,由于其稳定性、发光强度高以及较长的激发态寿命受到广泛关注。本论文以阳离子环金属配合物[Ir(C^N)2(N^N)]+为原型,合成了三种铱(Ⅲ)配合物,其结构通式为[Ir(p-B-ppy)2(N^N)]+,其中p-B-ppy配体为2-(4-二米基硼苯基)吡啶,N^N配体为二亚胺配体,对于配合物1为双吡啶[3,2-a:2’,3’-c]吩嗪(dppz),对于配合物2为双吡啶[3,2-d:2’,3’-f]喹喔啉(dpq),对于配合物3为1,10-邻菲啰啉(phen),并通过核磁氢谱、质谱、DFT计算以及紫外-可见分光光度计、荧光发射光谱、循环伏安法等对其结构和性质进行表征,结果表明,这些环金属铱(Ⅲ)发色团的吸收波长范围可以扩展到500 nm附近,这使得它们能够作为光敏剂可以在可见光照射下用于光致析氢反应;同时,改变N^N配体的共轭长度可以调节这些配合物的光物理性质,它们在CH2C12中的发射波长从583 nm变化到631 nm,在乙腈溶液中的发射波长从584 nm变化为703 nm。在体积比为1:4的水/丙酮反应溶液中,以上述铱(Ⅲ)配合物作为光敏剂、K2PtC14,[Co(bpy)3]C12(bpy = 2,2’-联吡啶)或者[Rh(dtb-bpy)3]PF6(dtb-bpy=4,-二-叔丁基-2,2’-联吡啶)为催化剂,三乙胺(TEA)或者三乙醇胺(TEOA)为牺牲剂的体系实现了光催化还原水制氢,配合物1作为光敏剂在浓度为5μM时,基于光敏剂1的TON数值能够达到1160。除此之外,过渡金属配合物还能作为催化剂应用于光控自由基聚合反应。在本研究中,我们将上述铱(Ⅲ)配合物作为光催化剂成分用于光催化聚合甲基丙烯酸甲酯(MMA),其中使用α-溴代苯乙酸乙酯(EBP)作为引发剂,获得了分子量分布较窄的聚合物PMMA;利用PMMA链末端成功合成了嵌段共聚物证明了光诱导聚合的活性特性。