表面修飾CdS微粒子の光触媒初期過程のサブピコ秒分光による研究(2)

表面修饰CdS颗粒初始光催化过程的亚皮秒光谱研究(2)

• 批准号: 15033259
• 负责人: 宇地原 敏夫
• 金额: $ 3.46万
• 依托单位: University of the Ryukyus
• 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: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15033259/
• 关键词: 光触媒; ナノ粒子; 硫化カドミウム; サブピコ秒分光; 時間分解発光; 蛍光アップコンバージョン法; インドール; 表面修飾Cds微粒子; 超高速分光; アップコンバージョン法; 界面光反応; アブピコ秒分光

前年度に引き続き、チオールで表面修飾したCdSナノ微粒子の光励起直後の電子・正孔の挙動に及ぼす微粒子表面状態の影響を明らかにするために、チオグリセリン(TG)で表面修飾したCdSナノ微粒子(TG-CdS)コロイド溶液の発光アップコンバージョン測定を種々の条件下で行なった。その発光減衰ダイナミクスの解析の結果、通常のCdSナノ粒子系で報告されているナノ秒以上の長い寿命を持つ発光成分の他に、数ピコ秒以下および10〜数十ピコ秒程度の比較的短い寿命を持つ二つの発光成分があることがわかった。これら短寿命の発光成分は、長波長に行くほど、最も寿命の短い発光成分の占める割合が低くなる。その発光減衰ダイナミクスはどの波長でも溶媒の影響をほとんど受けない。また、その光励起直後の発光強度および減衰過程はメチルビオローゲン添加の影響を受けない。これらの結果等から、短寿命成分が観測された550nm以下の波長領域でのTG-CdSの発光は、微粒子表面ではなく、吸着分子種の影響を受け難い微粒子内部での電子・正孔再結合に起因しているように思える。更に、前年度の研究で、インドール添加で新しく現れたチオール修飾CdSナノ粒子の500nm発光の起源についても、サブピコ秒レーザーパルス励起での非時間分解発光測定から検討した。その結果、インドール存在下で500nm付近に観測された比較的バンド幅の狭い新しい発光は、通常のCdSコロイド水溶液で既に報告されている、CdSナノ粒子中の光生成正孔とインドール間で形成された「Exciplex」からの発光ではなく、インドールの酸化中間体である発光性の「インドキシル」に起因する発光である可能性が高いことがわかった。

在上一年之后，在各种条件下，测量了用硫代甘油（TG）胶体溶液表面修饰的CDS纳米颗粒后，细颗粒的表面状态对电子和孔行为的影响。对发射衰减动力学的分析表明，除了在普通CDS纳米颗粒系统中报道的寿命长的发光成分外，还有两个发光成分，其寿命相对较短，寿命相对较短，小于几个picoseconds，而picoseconds的寿命约为10到10至picoseconds。这些短期发光成分的波长越长，最短寿命发光成分的比例就越低。在任何波长下溶剂几乎不会影响发射衰减动力学。此外，光激发后立即的发射强度和衰减过程不受添加甲基化学剂的影响。从这些结果中，看来TG-CD在550 nm以下的波长范围内的发射，观察到短寿命成分是由于细颗粒内部的电子孔重组引起的，这些颗粒很难受到吸附的分子物种的影响，而不是细颗粒的表面。此外，在往几年的研究中，还通过非时代分辨的发射测量测量了硫代激光脉冲激发，还检查了通过吲哚添加的500 nm发射的CDS纳米颗粒的起源。结果表明，在吲哚存在下，在500 nm处观察到的相对较窄的新发射可能是由于发光的“密氧基”，这是吲哚的氧化中间体，而不是在CDS纳米颗粒中在CDS纳米颗粒中形成的“ excogenerating Holes和indoles之间形成的“ ixciple”的发射，这些孔已在正常的Aque cds colloid colloid colloid中据报道。

项目成果

Subpicosecond spectroscopic studies on the photochemical events of 2-dimethylaminoethanethiol-capped CdS nanoparticles in water

• DOI: 10.1016/j.jphotochem.2004.07.013
• 发表时间: 2005-02
• 期刊: Journal of Photochemistry and Photobiology A-chemistry
• 影响因子: 4.3
• 作者: Toshio Uchihara;Norihiro Fukuda;E. Miyagi