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Ultra Fast X-ray absorption study on photo-excited electron in Pt / one-atomic layer ox ide systems

Pt/单原子层氧化物体系中光激发电子的超快X射线吸收研究

基本信息

批准号：
22KF0009
负责人：
朝倉清高
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KF0009/
关键词：
XAFS Pump-Probe 電子移動 Pump-Flow 光触媒触媒メカニズム Pt CoOOH

项目摘要

時間分解ポンプ・フロー・プローブXAFS(X-ray absorption fine structure)法を用いて、光触媒の光吸収により生じた電子が触媒活性点である金属にどういう速度で移動し、その際にどういう触媒の構造変化を引き起こすのかを速度論的及び機構論的にあきらかにすることを目的に研究を展開する。対象としては、白金-CoOOHナノシートの不均一光触媒反応系を取りあげる。本年度は、予定通り、準備段階としてPt-CoOOHナノシート試料を作製し、Pt-CoOOHナノシート中のPtおよびCoの静的構造（反応前の）構造を決定した。さらに、新しい手法であるポンプ・フロー・プローブXAFS法を行うためのレーザーポンプシステムを設計・構築し、フォトンファクトリー（PF）のBL15A1で放射光を使わないでこのシステムが実際に働くかの検証を行った。本報告書では以下の2点を報告する1) Pt-CoOOHナノシートの調製と構造の決定について。まずCoOOHナノシートは、水熱法で合成し、NaOH水溶液中で陰イオン交換することにより作製した。Pt蒸着後、Pt担持量約1wt%のPt-COOHナノシートが得られた。TEM、XRDの結果およびXAFS解析から、Pt-CoOOH試料には原子レベルで分散したPtが存在することが確認された。2）レーザーシステムの設計・構築を行った。ポンプ・フロー・プローブXAFS測定では、中心波長405±5 nmのCWレーザー装置をポンプ光源として使用し、レーザースポットとX線スポットのスポット間距離を変えることで、光励起後の遅延時間を変化させることができ、ポンプ・フロー・プローブXAFSを実現した。

XAFS(X-ray absorption fine structure) method is used to study the structure of photocatalyst. For example, platinum-CoOOH heterogeneous photocatalyst reaction system This year, we will determine the structure of Pt and Co in the Pt-CoOOH sample preparation and preparation stage. In addition, the new method of XAFS is designed, constructed, and implemented by BL15A1, which emits light. This report reports on the following two points: 1) Pt-CoOOH modulation and structure determination. CoOOH is synthesized by hydrothermal method and prepared by anion exchange in aqueous NaOH solution. After Pt evaporation, Pt loading was about 1wt% and Pt-COOH was obtained. TEM, XRD results and XAFS analysis confirmed the presence of Pt in the Pt-CoOOH sample. 2) The design and construction of the system. XAFS measurement: CW light source with center wavelength of 405±5 nm, X-ray device, light source, delay time after excitation, etc.