半導体超微結晶光触媒の反応活性の設計制御

半导体超细晶光催化剂反应活性的设计控制

• 批准号: 09218236
• 负责人: 和田 雄二
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09218236/
• 关键词: 半導体超微結晶; CdS; 光触媒; 二酸化炭素; 光還元; CO_2; 量子サイズ効果; 表面欠陥

1.光触媒作用に対する過剰Cd^<2+>イオン添加効果氷冷したN,N-ジメチルホルムアミド中でCd(ClO_4)_2およびH_2Sとの反応から調製した硫化カドミウムナノ超微結晶(CdS-DMF)調製時に過剰のCd^<2+>イオンを加えることにより、光触媒活性が2倍以上に促進されることがわかった。反応系中にスピントラッピング剤としてDMPOを加えることによりCO_2の付加ラジカルを観測することに成功した。2.発光スペクトルに対する過剰Cd^<2+>イオン添加効果過剰Cd^<2+>イオンの添加はこの表面準位の発光を促進し、その挙動が光触媒活性の変化と対応することから、過剰Cd^<2+>イオン添加は表面準位を形成し、この表面準位がCO_2還元触媒活性点として関与していることが示唆された。3.EXAFS測定による表面状態の観察CdS-DMFの表面状態の変化をEXAFSにより調べた結果、過剰のCd^<2+>イオンの添加に伴うO配位の増加とS配位の減少が明らかになった。O配位は触媒であるDMF分子の酸素が配位したものであり、添加した過剰Cd^<2+>イオンが表面に吸着し、イオウ欠陥サイトの生成を起こしていることがわかった。4.CO_2還元光触媒活性点の構造以上の結果を総合すると、CdS-DMF表面上にはCdイオンに隣接するイオウ欠陥サイトが存在し、これがCO_2を強く吸着し、CO_2をそのアニオンラジカルへ還元する活性点として機能していることが証明できた。この欠陥サイトはホトルミネッセンスを示し、CO_2との相互作用はCO_2添加時に発光が増強されることから確認できた。表面モデルを用いた分子軌道計算から、イオン欠陥がCO_2を強く吸着することが示され、この活性点モデルを指示するものであった。

1。在冷n，n-二甲基霍尔米酰胺，cd（clo_4）_2和h_2s cadmium nano nano ultra-crystal（cds-dmf）中，对光学催化效应CD（CLO_4）和H_2s的过度额外影响过多。发现在制备时添加过量的Cd^<2+>离子可以促进光催化剂活性两倍以上。通过在反应系统期间添加DMPO作为旋转剂，它成功地观察了其他CO_2。 2。过度的CD^<2+>离子添加剂在过度的CD^<2+上添加离子促进了该表面水平的光发射，并且该行为对应于光催化剂活性的变化。 +>离子增加了表面水平，并且该表面水平作为CO_2还原催化剂活性涉及。 3。通过EXAF观察表面状态的CDS-DMF的表面状态由EXAFS检查，表明与添加过量Cd^<2+离子相关的o烟的增加和S共同范围的降低变成了。 O.在Codaly中发现了香烟，DMF分子的氧气，并在表面吸附的多余的Cd^<2+离子添加了多余的CD^<2+>离子，从而导致IOO有缺陷的位点。 4.CO_2减少了光催化剂，如果活动点活性点的结果，活动点的结构是可理解的，则在CDS-DMF表面上有一个与CD ION相邻的IO缺陷位点，这是强烈的在CO_2上吸附，并将CO_2返回其阴离子。有缺陷的位点表示Hotormi nessence，并确认在添加CO_2时增强了与CO_2的相互作用。使用表面模型的分子轨道计算表明，离子有缺陷的吸附co_2强烈表明该活性模型。

项目成果

和田雄二、 柳田祥三: "半導体超微結晶コロイドの調整および表面安定化-光触媒作用を何が制御するか" 表面. 35. 610-618 (1997)

Yuji Wada、Shozo Yanagida：“半导体超细晶胶体的调整和表面稳定 - 是什么控制光催化作用？” 35. 610-618 (1997)

H.Fujiwara et al.: "Effect of Surface Structures on Photocatalytic CO_2 Reduction using Quantized CdS Nanocrystallites" J.Phys.Chem.B. 101. 8270-8278 (1997)

H.Fujiwara 等人：“表面结构对使用量子化 CdS 纳米晶光催化 CO_2 还原的影响”J.Phys.Chem.B。

S.Yanagida et al.: "Semiconductor Photocatalysis. Part 22. Visible-light Induced Phoreduction of CO_2 with CdS Nanocrystallites-Importance of Morphology and Surface Structures Controlled through Solvation by N,N-Dimethylformamide" Bull.Chem.Soc.Jpn.70. 20

S.Yanagida 等人：“半导体光催化。第 22 部分。CdS 纳米晶对 CO_2 的可见光诱导光还原 - 通过 N,N-二甲基甲酰胺溶剂化控制形态和表面结构的重要性”Bull.Chem.Soc.Jpn.70

H.Hosokawa et al.: "Visible-light Induced Photofixation of Carbon Dioxide into Aromatic Ketones and Benzyl Halides Catalyzed by CdS Nanocrystallites" J.Chem.Soc.,Perkin Trans.2. 317-323 (1997)

H.Hosokawa 等人：“CdS 纳米晶催化的可见光诱导二氧化碳光固定成芳香酮和卤化苄”J.Chem.Soc.，Perkin Trans.2。