水溶液中の酸化チタン単結晶基板上における競争的光反応メカニズムの解明

阐明水溶液中氧化钛单晶基底的竞争光反应机理

• 批准号: 18685015
• 负责人: 今西 哲士
• 金额: $ 10.57万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18685015/
• 关键词: ルチル; 酸化チタン; 発光; 酸素発生; 紫外光; 微斜面; ステップ; 単結晶; 蛍光; ステップサイト; テラスサイト

昨年度に引き続き、ルチル型単結晶面上における水光酸化反応の電解液pH依存性を調べた。その結果、pH値が増大するに従い、発光強度が減少することが確認された。さらに、pH依存性を細かく調べたところ、単調に減少するのではなく、pH5および、pH13付近で急激に減少していることが分かった。pH5付近が、Ti02の等電点であることから、表面の-OH基が-OHのとき(酸性条件下)は、ホールが最表面プラスチャージにより最表面のブリッジ酸素(酸素発生サイト)に近づけず、その分発光サイト(3配位格子酸素)で再結合を起こし、発光する。また、アルカリ条件下では、容易にブリッジ酸素に近づけるために発光は抑制されたものと考えられる。さらに、pH13付近での急激な発光減衰は、Ti-0-種が形成されたことにより、Ti0-種にホールがトラップされ、酸素発生反応が活性化されたためと考えられる。この酸素発生反応は、反応課程で格子結合の切断を伴わないのが特徴であると考えられるが、実際に長時間光を照射し続けても、表面構造に全く変化がなかった(AFMより)ことからも正しいことが分かった。一方で、step構造を制御したTi02単結晶面を用いて、発光強度の変化を調べた。その結果、terrace幅が大きい試料の方が、発光が強く観察され、発光サイトがterraceに存在するという従来のモデルを裏付けることが出来た。さらに、同じテラス幅を持ち、異なるstepラインを持つ試料同士の発光強度を比較したところ、<001>方向に平行な方向にstepラインをもつ試料で最も発光強度が強くなったことが分かった。Stepサイトの反応性がほとんど変わらなかったことから、このことは、Ti02表面でホールの異方性拡散が起きており、これが発光および酸素発生反応性に深く関わっていることが分かった。

Last year, the photosensitive acidizing reverse phosphoacidizing solution on the crystal surface of the crystal was sensitive to the dependence of pH on the solution. The results show that pH has a large effect, and that the intensity of light is low, so that you can confirm the error. For example, pH dependence, pH5 dependence, pH13, and so on, please do not know what to do. PH5, Ti02, etc., the temperature is different from the temperature, the surface layer, the surface layer, the Under the condition of high temperature and low temperature, it is easy to reduce the concentration of acid in the presence of light. In the presence of pH13, the light decay, the formation of the Ti-0-, the formation of the acid, the activation of the acid, the activation of the acid, the formation of the acid, the formation of the acid, the activation of the acid. The trace acid produces a negative effect, and the reverse response method is combined with the combination of the temperature field, the temperature, the On the one hand, step is used to control the crystal face of the Ti02, and the intensity of the light is used to make the crystal face better. The results show that the terrace format is used to monitor the data, and that there is a significant difference between the data and the terrace. The light intensity is the same as that of the step, the light intensity is the same as that of the light intensity, and the parallel direction of the & lt;001> direction is the parallel direction. The light intensity is the most important. Step anti-sex, anti-sex, anti-sex

项目成果

Mechanism of water photooxidation reaction at atomically flat TiO2 (rutile) (110) and (100) surfaces:: Dependence on solution pH

原子平坦的二氧化钛（金红石型）（110）和（100）表面的水光氧化反应机理：： 溶液 pH 值的依赖性

• DOI: 10.1021/ja073206
• 发表时间: 2007-09-19
• 期刊: JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY
• 影响因子: 15
• 作者: Imanishi, Akihito;Okamura, Tomoaki;Nakato, Yoshihiro
• 通讯作者: Nakato, Yoshihiro

理工学研究プ白ジェクト「アクア」みず学への誘い

科学与工程研究项目“Aqua”水科学邀请

• 发表时间: 2008
• 作者: Haimei Liu;Akihito Imanishi;Yoshihiro Nakato;H. Hisaki;Akihito Imansihi;H. Hata;C. Maeda;今西哲士(共著)
• 通讯作者: 今西哲士(共著)

Photoinduced Oxygen Evolution on Well-defined Single Crystal (rutile)TiO2 Surfaces Studied by PL Emission

通过 PL 发射研究明确的单晶（金红石）TiO2 表面上的光致析氧

• 发表时间: 2007
• 作者: Haimei Liu;Akihito Imanishi;Yoshihiro Nakato;H. Hisaki;Akihito Imansihi
• 通讯作者: Akihito Imansihi

Mechanisms for Photooxidation Reactions of Water and Organic Compounds on Carbon-Doped Titanium Dioxide, as Studied by Photocurrent Masurements

光电流测量研究水和有机化合物在碳掺杂二氧化钛上的光氧化反应机理

• 发表时间: 2007
• 期刊: J. Phys. Chem. C 111
• 作者: Haimei Liu;Akihito Imanishi;Yoshihiro Nakato
• 通讯作者: Yoshihiro Nakato