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Femtosecond Diffuse Reflectance Spectroscopic Study on Nitrogen-Doped Titanium Oxide Photocatalysts

氮掺杂二氧化钛光催化剂的飞秒漫反射光谱研究

基本信息

批准号：
21750212
负责人：
YAMANAKA Ken-ichi
金额：
$ 2万
依托单位：
Toyota Central R&D Lab., Inc.
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

Femtosecond time-resolved diffuse reflectance measurements under weak excitation conditions successfully detected the intrinsic charge separation and trapping dynamics in nitrogen-doped titanium oxide(N-TiO_2) powders without second-order electron-hole recombination processes. The decay rate of the population of the surface-trapped electrons decreased nonlinearly with increasing N atom concentration after 360 nm light excitation, which can be explained by the electron trapping process being diffusion-limited. The deep trapping of electrons within 1 ps was evident after 450 nm light excitation, which can probably be explained by quick and deep trapping of the electron in the Ti3d level by an adjacent oxygen vacancy induced near N atoms. For metal loaded N-TiO_2 system, it has been revealed that the photoinduced electron transfer occurred from N-TiO_2 to the loaded Cu or Fe species under UV light excitation whereas no reduction of the loaded Cu or Fe species was detected under visible light excitation.

利用飞秒时间分辨漫反射光谱技术，在弱激发条件下成功地研究了氮掺杂氧化钛（N-TiO_2）粉末中的本征电荷分离和俘获动力学过程。在360 nm光激发后，表面俘获电子数的衰减速率随N原子浓度的增加呈非线性下降，这可以用电子俘获过程受扩散限制来解释。在450 nm光激发后，在1 ps内的电子的深捕获是明显的，这可能可以解释为通过邻近的N原子附近诱导的氧空位在Ti 3d能级中的电子的快速和深捕获。对于负载金属的N-TiO_2体系，在紫外光激发下发生了光诱导电子转移，而在可见光激发下没有检测到负载Cu或Fe物种的还原。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

窒素ドープ酸化タンタル粉末における光励起キャリアの初期過程

氮掺杂氧化钽粉末中光激发载流子的初始过程

DOI：
发表时间：
2011
期刊：
影响因子：
0
作者：
Takeshi Kondo;Yasutaka Kodama;Sangchul Lee;Takeshi Kawai;Makoto Yuasa.;佐藤雄太・廣瀬香里・末永和知;佐藤雄太;山中健一・佐藤俊介・梶野勉・森川健志
通讯作者：
山中健一・佐藤俊介・梶野勉・森川健志

弱励起下で測定した窒素ドープ酸化チタン粉末のフェムト秒拡散反射スペクトル

弱激发下氮掺杂二氧化钛粉末的飞秒漫反射光谱