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光触媒による活性酸素種の発生機構に関する研究

光催化剂产生活性氧的机理研究

基本信息

批准号：
14050015
负责人：
手老省三
金额：
$ 1.73万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

1.二酸化チタンゾルの光励起によって生成する活性種のEPR(ESR)検出本研究で用いたTiO_2ナノ微粒子(平均直径20nm)の紫外線照射(λ>310nm)によって生成する活性種を検出し,ホールセンターはTi-O^・-Tiであり,また,電荷分離によって生成した電子はTiO_2ナノ微粒子の内部に捕捉(Ti^<3+>)されていることを明らかにした。2.キサンテン系色素-TiO_2ナノ微粒子系の可視光励起によって生成する電子-ホールスピン間相互作用の時間分解EPR(ESR)研究二酸化チタンゾルーフルオレッセイン系のOPOレーザー(490nm)励起による時間分解EPRスペクトル測定を行い,色素-TiO_2間の光電荷移動による電子-ホールスピン相関ラジカルイオン対に由来するスペクトルを観測した。観測されたEPR(ESR)スペクトルの線形解析から、色素ラジカル-ホールセンタースピン相関ラジカル対は一重項前駆体からの生成であり,交換相互作用Jは正の符号をもつことが明らかとなった。また,ホールセンター(Ti-O^・-Ti)は,ナノ微粒子内部に存在し,スピン双極子相互作用から,ホールセンター(Ti-O^・-Ti)-色素不対電子(Fl^<・->)間距離が1.5nmと決定した。エオシンYについても同様な色素ラジカル-ホールセンタースピン相関ラジカル対が観測された。不対電子間距離はフルオレッセインと同程度であることが明らかとなった。ラジカルイオン対の減衰速度を測定し,電子-ホールの再結合速度は,10^6 S^<-1>のオーダーであることがわかり,電荷注入速度と比較して約6桁遅いことを明らかにした。

1. Active species were detected by EPR(ESR) under UV irradiation (λ>310nm) of TiO_2 nanoparticles (average diameter 20nm) with Ti-O^-Ti particles, and electrons were generated by charge separation and trapped inside TiO_2 nanoparticles. 2. Time resolved EPR(ESR) study of electron-electron interaction in visible light excitation of TiO_2-doped dye system. Photoelectric charge transfer between pigment and TiO_2 EPR(ESR) is a linear analysis of the color, pigment, and correlation of a multiple term precursor, and an exchange interaction. The distance between the electron (Fl^<·->) and the pigment (Ti-O^·-Ti) is determined by 1.5 nm. The color of the film is the same as that of the film. The distance between electrons is not equal to that between electrons. The decay rate of the electron-electron recombination was measured<-1>, and the charge injection rate was measured.