Mechanism of charge recombination in TiO2 photocatalysts studied by multi-functional transient absorption technique

多功能瞬态吸收技术研究TiO2光催化剂中电荷复合机理

• 批准号: 20H02699
• 负责人: 加藤 隆二
• 金额: $ 11.32万
• 依托单位: Nihon University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H02699/
• 关键词: 酸化チタン; 過渡吸収; 電荷再結合; テラヘルツ; 光触媒; 過渡吸収分光; 非接触光伝導計測

本年度は下記の①から④について検討を行った。①「電荷再結合反応に対する吸着酸素の効果」昨年度見出した吸着酸素の効果について詳細な計測を行い、表面電荷の影響を考慮したモデルの構築を行った。このモデルの視点はこれまで多くの矛盾した研究結果が報告されていた状況を統一的に扱うことができる糸口になると考えている。詳細を論文にまとめ、現在J.Phys.Chem.Cに投稿中である。②「マイクロ波過渡吸収装置の改良」①で述べたように電荷再結合反応が吸着酸素に大きく影響を受けることを可視域の過渡吸収測定から見出した。この現象をより深く理解するためにマイクロ波領域での過渡吸収測定が必要と考え、これまで用いていたマイクロ波共振器を改良し、真空も含め、各種ガス雰囲気を制御できる測定チャンバーを制作した。これを用いて酸素効果について検討を進めている。③「テラヘルツ領域の計測」昨年度構築した光学系をもとに時間分解計測について検討を始めた。思っていたよりもテラヘルツ検出器からの信号が微弱であったが、これまで開発してきた信号検出系、計測プログラムを改良して大きな信号強度を持つInPについて過渡吸収の計測に成功した。今後は感度の向上を目指して改良を進めていく。④「発光計測」昨年度から過渡吸収と相補的な情報を得ることができる発光測定も併せて行っている。発光スペクトルと収率については系統的にまとめてJ.Phys.Chem.Cに論文発表を行った。またアメリカ化学会で1日に１報だけ選ばれる注目論文（Editors'Choice）に採択された。発光計測については時間分解計測を進めており、過渡吸収と時間領域を合わせて比べることができる系統的な計測を進めていく。

今年，我们讨论了以下内容。 1。“吸附氧对电荷重组反应的影响”，我们对去年发现的吸附氧的影响进行了详细的测量，并考虑了一个模型，考虑了表面电荷的影响。我们认为，该模型的观点是统一解决情况的能力的线索，这些情况迄今已报告了许多矛盾的研究结果。详细信息被编译成纸张，目前正在提交给J.Phys.Chem.C. ②如①中提到的“微波瞬态吸收器的改善”，“改善微波瞬态吸收器”，我们发现电荷重组反应受到可见范围内瞬态吸收测量值的吸附氧的影响很大。为了更好地理解这种现象，我们认为需要微波区域中的瞬时吸收测量值，因此我们改善了先前使用的微波谐振器，并创建了一个可以控制各种气体气氛（包括真空）的测量室。使用它，我们正在研究氧效应。 ③“测量Terahertz范围”，我们开始根据我们去年建造的光学系统考虑时间分辨的测量。来自Terahertz检测器的信号比我预期的要弱，但是我们通过改善我们已经开发的信号检测系统和测量程序，成功地测量了INP的瞬态吸收，该INP具有较大的信号强度。将来，我们将继续提高灵敏度，以改善它。 ④自去年以来，还进行了发光测量，也进行了发光测量，从而允许信息补充到短暂的吸收。发射光谱和产量系统地汇总并发表了有关J.Phys.Chem.C.的论文。它也被选为编辑的选择，美国化学学会每天只有一份报告。我们目前正在进行发光测量的时间分辨测量，我们将进行系统的测量结果，可以与时域与瞬时吸收进行比较。

项目成果

Effect of Deuteration on Relaxation Dynamics of the Perylene Excimer Studied by Subnanosecond Transient Absorption Spectroscopy

亚纳秒瞬态吸收光谱研究氘化对苝准分子弛豫动力学的影响

• DOI: 10.1021/acs.jpca.0c10683
• 发表时间: 2021
• 期刊: J. Phys. Chem. A
• 影响因子: 2.9
• 作者: Yuuya Shibasaki;Tomoyoshi Suenobu;Tatsuo Nakagawa;Ryuzi Katoh
• 通讯作者: Ryuzi Katoh

日本大学工学部 生命応用化学科 光エネルギー変換研究室

日本大学工学院应用生物化学系光能转换实验室

Recombination processes of photogenerated charge carriers in dye-sensitized films based on anatase, brookite and rutile TiO2

基于锐钛矿、板钛矿和金红石 TiO2 的染料敏化薄膜中光生载流子的复合过程

• 发表时间: 2020
• 作者: Hiroki Wakui;Ryuzi Katoh
• 通讯作者: Ryuzi Katoh

光触媒酸化チタン粉体の発光量子収率の評価

光催化氧化钛粉末发光量子产率评价

• 发表时间: 2021
• 作者: 高橋 壱成;加藤 隆二
• 通讯作者: 加藤 隆二

Quantum Yields of Photoluminescence of TiO2 Photocatalysts

TiO2 光催化剂光致发光的量子产率

• DOI: 10.1021/acs.jpcc.2c06761
• 发表时间: 2022
• 期刊: J. Phys. Chem. C
• 影响因子: 3.7
• 作者: Ryuzi Katoh;Kazunari Takahashi;Kosuke Sugawa
• 通讯作者: Kosuke Sugawa