可視光応答型光触媒の活性種の電子構造とダイナミクスに関する研究

可见光响应光催化剂中活性物种的电子结构和动力学研究

• 批准号: 17029007
• 负责人: 手老 省三
• 金额: $ 3.07万
• 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: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17029007/
• 关键词: 解析・評価; 化学物理; 触媒・化学プロセス; 大気汚染防止・浄化; 光物性; 光触媒; 酸化チタン; 窒素ドープ; 可視光; メカノケミカル; 電荷分離

メカノケミカル法によって調整した窒素ドープZnOは抗菌性があることが明らかになったことから、この系について光誘起電荷分離によって生成する常磁性サイトの検討を行った。まず、種々の試料処理条件下で観測される常磁性種についての帰属を行った。市販品ZnO粉末には弱い信号(g=1.960)が観測され、電子の捕捉サイトであるshallow donorに帰属された。尿素を加えないでメカノケミカル処理を行うと2種類の信号が新たに出現し、O_2^-とZnが抜けた欠陥(V_<zn>)に帰属される。この試料をさらに焼成処理(400℃,1h)することにより、O_2^-信号は消失し、V_<zn>とshallow donorが残る。これに対し、尿素を加えてメカノケミカル処理後、さらに焼成処理を加えた試料では、ブロードな信号が出現し、超微細分裂から窒素由来のサイトであり、2つの等価な窒素が存在することが明らかとなった。この信号はN_2^-と帰属され、極低温(20K以下)では大きな変化を示し、極低温において結晶格子内でN_2^-の運動が凍結されたことによると考えられる。尿素を加えてメカノケミカル処理して調整したN-ZnOは黄色を呈し、600nm付近まで吸収を示す。この試料の可視光誘起EPRスペクトルは、N-TiO_2とは全く異なることが明らかとなった。N-TiO_2ではNO_2^<2->が可視光照射によって出現したが、ZnOではN_2^-が減衰し、shallow donorが増大する。shallow donorは、光電荷分離によって生成した電子の捕捉サイトとして働き、再結合速度を遅くする役割を果たしていると考えられる。窒素ドープ酸化チタンについても触媒調整法と光誘起常磁性種の比較を行い、アンモニア気流中で高温処理した酸化チタン系でも、NO_2^<2->が可視光照射によって出現することを明らかにした。EPR線形は調整法に依存し、結晶系の歪を反映していることを明らかにした。

The method of photoinduced charge separation is used to adjust the magnetic properties of ZnO. Under the condition of sample treatment, the magnetic species were tested. Commercial ZnO powder has a weak signal (g=1.960), which is detected by electron capture. 2 kinds of signals are added to the system, such as O_2-Zn, V_, <zn>etc. The sample was calcined at 400℃ for 1 h, and the O_2-signal disappeared and the V_<zn>(shallow donor) remained. After processing and firing, the sample is processed and the ultra-fine splitting signal is generated. The ultra-fine splitting signal is generated and the ultra-fine splitting signal is generated. The ultra-fine splitting signal and the ultra-fine splitting signal are generated. The signal is N_2^-1, and the extremely low temperature (below 20K) causes a large change in the crystal lattice. The extremely low temperature causes the movement of N_2^-1 in the crystal lattice to freeze. N-ZnO is yellow and 600nm near absorption. The visible light induced EPR of the sample is different from that of N-TiO_2. N-TiO_2 <2->decreases in attenuation and shallow donor increases in attenuation due to visible light irradiation. Shallow donor, photocharge separation, electron capture, recombination speed, electron capture The comparison between the method of catalyst adjustment and the photoinduced permanence species in the treatment of high temperature and NO_2 in the <2->treatment of visible light EPR line shape adjustment method depends on the crystal system, and the crystal system is distorted.

项目成果

Primary charge-recombination in an artificial photosynthetic reaction center

• DOI: 10.1073/pnas.0504598102
• 发表时间: 2005-07-19
• 期刊: PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA
• 影响因子: 11.1
• 作者: Kobori, Y;Yamauchi, S;Norris, JR
• 通讯作者: Norris, JR

Time-resolved EPR and laser photolysis investigations of photoinduced ω-bond dissociation in an aromatic carbonyl compound having triplet π,π* character

时间分辨 EPR 和激光光解研究具有三线态 π,π* 特征的芳香族羰基化合物中光诱导 ω 键解离

• DOI: 10.1016/j.cplett.2005.09.123
• 发表时间: 2006
• 期刊: Chemical Physics Letters
• 影响因子: 2.8
• 作者: M. Yamaji;S. Inomata;S. Nakajima;K. Akiyama;S. Tero;S. Tobita;B. Marciniak
• 通讯作者: B. Marciniak

Characterization of the Phenoxyl Radical in Model Complexes for the Cu Site of Cytochrome c Oxidase : Steady-State and Transient AbsorptionMeasurements, UV Resonance Raman Spectroscopy

细胞色素 c 氧化酶 Cu 位点模型复合物中苯氧基自由基的表征：稳态和瞬态吸收测量、紫外共振拉曼光谱

• 发表时间: 2006
• 期刊: J. Am. Chem. Soc. 128(45)
• 作者: Y.Yoshida;et al.;吉田雪子;Y.Yoshida;S.Nakajima;S.Moribe;Y.Yamamoto;M.Yamaji;Y.Nagano
• 通讯作者: Y.Nagano

Anisotropic Interfacial Electron Transfer Across a Semiconductor-Solution Interface Studied by Time-Resolved EPR

通过时间分辨 EPR 研究半导体溶液界面上的各向异性界面电子转移

• 发表时间: 2005
• 期刊: Anegew. Chem. Int. Ed. 44
• 作者: Y.Yoshida;et al.;吉田雪子;Y.Yoshida;S.Nakajima;S.Moribe;Y.Yamamoto;M.Yamaji;Y.Nagano;M.Yamaji;T.Ikoma;F.Ito;K.Akiyama
• 通讯作者: K.Akiyama

Carrier Generation in poly(N-vinylcarbazole) as revealed by multifrequency time-resolved ESR

多频时间分辨 ESR 显示聚（N-乙烯基咔唑）中的载流子生成

• 发表时间: 2005
• 期刊: Phys. Rev. B 71(19)
• 作者: Y.Yoshida;et al.;吉田雪子;Y.Yoshida;S.Nakajima;S.Moribe;Y.Yamamoto;M.Yamaji;Y.Nagano;M.Yamaji;T.Ikoma;F.Ito;K.Akiyama;Y.Kobori;H.Ikeda;T.Ikoma
• 通讯作者: T.Ikoma