科技創(chuàng)新：研究人員觀察到二氧化鈦表面和染料之間的質(zhì)子轉(zhuǎn)移

2021/11/14 21:34:00 來源: 評論(0)2621

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在紫外光照射過程中，二氧化鈦表面化學(xué)狀態(tài)的時(shí)間變化是無法通過常規(guī)的方法—如常規(guī)的傅立葉變換紅外吸收光譜儀（FTIR)或拉曼光譜儀來觀察的。因此，由信州大學(xué)RISM的Hiromasa Nishikiori教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)通過時(shí)間分辨熒光光譜法觀察到了這一反應(yīng)。

該小組注意到熒光素的單陰離子轉(zhuǎn)變?yōu)槎r(jià)陰離子，"在激發(fā)狀態(tài)下"，質(zhì)子在紫外線照射過程中從熒光素染料轉(zhuǎn)移到二氧化鈦表面，這一點(diǎn)以前沒有通過瞬時(shí)吸收光譜學(xué)確定。

熒光素是一種對光和酸度/堿度敏感的有機(jī)染料，作為探針分子被吸附在二氧化鈦的表面。該小組使用飛秒脈沖激光進(jìn)行時(shí)間分辨表面等離子體共振（SPR）光譜分析。通過使用飛秒脈沖激光SPR光譜，該小組能夠間接觀察到染料向二氧化鈦表面的質(zhì)子轉(zhuǎn)移過程，并證明了堿性羥基的形成。

通過紫外光照射時(shí)間的觀察顯示，表面變得更加堿性，二氧化鈦表面的OH基團(tuán)接受了來自熒光素單陰離子的質(zhì)子。使用對光和酸度/堿度敏感的有機(jī)染料進(jìn)行時(shí)間分辨熒光探針觀察是一種非常有效的方法，可以在很短的時(shí)間內(nèi)觀察發(fā)生在固體表面的小型光誘導(dǎo)行為（質(zhì)子轉(zhuǎn)移過程）。

研究人員通過建立SPR光譜法，成功地觀察到了熒光素的二元離子和單元離子比例。Nishikiori教授希望通過建立這種簡單的方法，使研究人員能夠觀察和評估光催化的活性，繼續(xù)為光催化水分離制氫的進(jìn)展作出貢獻(xiàn)。

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