Molecular Photonic Materials
分子光子材料
基本信息
- 批准号:1800022
- 负责人:
- 金额:$ 54.99万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Continuing Grant
- 财政年份:2018
- 资助国家:美国
- 起止时间:2018-08-01 至 2023-07-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
In this project, funded by the Chemical Structure, Dynamic & Mechanism B Program of the Chemistry Division, Professor Gerald Meyer of the Department of Chemistry at the University of North Carolina at Chapel Hill is characterizing intermolecular electron transfer reactions for molecules anchored to metal oxide surfaces. The goal of this research is to exploit self-exchange reactions as a means to transport charge across oxide surfaces for applications in optoelectronic devices, namely for the conversion of solar energy into stored chemical energy or electricity (e.g. dye-sensitized solar cells). The project lies at the interface of physical organic, inorganic, and materials chemistry, and is therefore well suited to the education of scientists at all levels. This group is also well-positioned to provide the highest level of education and training for students underrepresented in science. Outreach activities to grade school students in local and rural North Carolina are also part of the funded project. Research has shown that photo-oxidized dye molecules anchored to the sensitized mesoporous nanocrystalline (anatase) TiO2 thin films commonly used for dye-sensitized solar cells undergo self-exchange intermolecular electron transfer reactions (termed hole-hopping) with dynamics and efficiencies that can be tuned at the molecular level. These findings provide an opportunity to transport charges to desired locations without a loss in Gibbs free energy. Particular focus wiis being given to address the following fundamental questions: How can molecular structure be tuned to control intermolecular electron transfer? Is there a correlation between self-exchange reactions in fluid solution and those on oxide surfaces? Does self-exchange electron transfer between dyes influenced unwanted recombination reactions? Can self-exchange with molecules that contain two (or more) redox active groups be controlled by the bridge that links them? A kinetic approach that enables redox equilibria at the adiabatic/non-adiabatic border to be quantified for the first time is being utilized. The desired electron transfer chemistry is being initiated by pulsed light excitation or with an applied potential and quantified by in situ spectro-electrochemistry, absorption anisotropy, chronoabsorptometry, and transient absorption spectroscopy.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
在这个项目中,由化学结构,动态和机制B计划资助,化学部门的北卡罗来纳大学教授教授的杰拉尔德·梅耶教授在教堂山的北卡罗来纳大学的化学系,表征了锚定在金属氧化物表面的分子的分子间电子转移反应。 这项研究的目的是利用自我交换反应,以作为在光电设备中应用跨氧化物表面传输电荷的一种手段,即将太阳能转化为存储的化学能或电力(例如染料敏化的太阳能电池)。 该项目位于物理有机,无机和材料化学的界面,因此非常适合各个级别的科学家的教育。 该小组的位置也很好,可以为科学领域不足的学生提供最高水平的教育和培训。 向北卡罗来纳州当地和农村农村的小学生提供外展活动也是该项目的一部分。 研究表明,光氧化的染料分子锚定在敏感的介孔纳米晶体(Aratase)TiO2 TiO2薄膜上,通常用于染料敏化的太阳能电池,经历染料敏化的太阳能电池,具有动力学和效率,这些反应(已称为孔单位)具有动力学和效率,这些反应可以调节,这些反应是可以调节的。 这些发现提供了一个机会,可以将费用运输到所需的位置而不会损失Gibbs自由能。 给出特别的焦点Wiis来解决以下基本问题:如何调整分子结构以控制分子间电子的转移? 流体溶液中的自我交换反应与氧化物表面上的自我交换反应之间是否存在相关性? 染料之间的自交换电子转移会影响不良的重组反应吗? 可以用包含两个(或更多)氧化还原活性基的分子来自我交换,由将它们连接起来的桥? 首次量化了能够在绝热/非绝热边界处进行氧化还原平衡的动力学方法。 所需的电子转移化学是通过脉冲光激发或应用潜力来启动的,并通过原位光谱 - 电脑化学,吸收各向异性,计时率测量仪和瞬态吸收光谱光谱法量化。这是NSF的法定任务,并通过评估了Intelpriatial and Intellial and Intellial and Intellial。
项目成果
期刊论文数量(13)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Influence of 4 and 4′ Substituents on Ru III/II Bipyridyl Self-Exchange Electron Transfer Across Nanocrystalline TiO 2 Surfaces
4 和 4-取代基对纳米晶 TiO 2 表面 Ru III/II 联吡啶自交换电子转移的影响
- DOI:10.1021/acs.jpcc.8b05281
- 发表时间:2018
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Motley, Tyler C.;Brady, Matthew D.;Meyer, Gerald J.
- 通讯作者:Meyer, Gerald J.
Intramolecular Electronic Coupling Enhances Lateral Electron Transfer across Semiconductor Interfaces
分子内电子耦合增强了半导体界面上的横向电子转移
- DOI:10.1021/acs.jpcc.8b04836
- 发表时间:2018
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Motley, Tyler C.;Meyer, Gerald J.
- 通讯作者:Meyer, Gerald J.
Ligand Control of Supramolecular Chloride Photorelease
超分子氯化物光释放的配体控制
- DOI:10.1021/acs.inorgchem.8b00559
- 发表时间:2018
- 期刊:
- 影响因子:4.6
- 作者:Turlington, Michael D.;Troian-Gautier, Ludovic;Sampaio, Renato N.;Beauvilliers, Evan E.;Meyer, Gerald J.
- 通讯作者:Meyer, Gerald J.
Photocatalyst Assemblies with Two Halide Ions
- DOI:10.1016/j.jpap.2021.100090
- 发表时间:2021-12
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Michael D Turlington;Alexander M Deetz;Dylan Vitt;G. Meyer
- 通讯作者:Michael D Turlington;Alexander M Deetz;Dylan Vitt;G. Meyer
Dual-Sensitizer Photoanode for Bromide Oxidation
用于溴化物氧化的双敏化剂光电阳极
- DOI:10.1021/acsaem.0c02544
- 发表时间:2021
- 期刊:
- 影响因子:6.4
- 作者:Turlington, Michael D.;Brady, Matthew D.;Meyer, Gerald J.
- 通讯作者:Meyer, Gerald J.
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Gerald Meyer其他文献
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