Photoinduced electron transfer from quantum dots to TiO2: elucidating the involvement of excitonic and surface states

文献情報

出版日 2016-07-05
DOI 10.1039/C6CP03813A
インパクトファクター 3.676
著者

Saurabh Chauhan, David F. Watson


原文を見る

要旨

Colloidal semiconductor quantum dots (QDs) exhibit excitonic and surface states, both of which may participate in charge-transfer processes relevant to solar energy conversion. To explore this inherent complexity of the charge-transfer mechanisms of QDs, we used steady-state and time-resolved emission measurements to characterize excited-state electron transfer (ET) from core-only CdSe QDs and core/shell CdSe/ZnS QDs to TiO2 nanoparticles (NPs). Core-only QDs transferred electrons from both excitonic and surface states to TiO2 with rate constants of ET (ket) of approximately (1–3) × 108 s−1 and (4–7) × 107 s−1, respectively. Efficiencies of ET (ηet) from excitonic and surface states were approximately 71–82% and 64–76%, respectively. Thus, trapping of electrons lowered their potential energy but did not greatly affect the efficiency of their transfer to TiO2. Photogenerated holes were transferred from core-only CdSe QDs to adsorbed 3-mercaptopropionic acid (MPA), which linked the QDs to TiO2. We characterized core/shell CdSe/ZnS QDs as alternatives to core-only QDs. The ZnS shell eliminated the undesirable trapping of electrons and transfer of photogenerated holes to MPA. We measured ket of approximately (1–3) × 108 s−1 and ηet of approximately 66–85% for ET from excitonic states of core/shell CdSe/ZnS QDs to TiO2 NPs. The insensitivity of ket to the presence of the ZnS shell may have arisen from increased cross-linking of core/shell QDs to TiO2. Our results highlight the involvement of surface states in excited-state ET processes of core-only QDs and, for the heterostructures reported here, the improved performance of core/shell CdSe/ZnS QDs relative to core-only CdSe QDs.

関連文献

Cobalt-modified molybdenum carbide as an efficient catalyst for chemoselective reduction of aromatic nitro compounds

Zhongkui Zhao, Hongling Yang, Yu Li, Xinwen Guo

2013-11-08 Paper

DOI: 10.1039/C3GC42049C

Integrated electrocatalytic processing of levulinic acid and formic acid to produce biofuel intermediate valeric acid

Yang Qiu, Le Xin, David J. Chadderdon, Ji Qi, Changhai Liang, Wenzhen Li

2013-11-21 Paper

DOI: 10.1039/C3GC42254B

Design and evaluation of switchable-hydrophilicity solvents

Jesse R. Vanderveen, Jeremy Durelle, Philip G. Jessop

2013-12-18 Paper

DOI: 10.1039/C3GC42164C

Efficient synthesis of nebularine and vidarabine via dehydrazination of (hetero)aromatics catalyzed by CuSO4 in water

Ming-Sheng Xie, Hong-Ying Niu

2013-10-17 Communication

DOI: 10.1039/C3GC41658E

One-pot two-step mechanochemical synthesis: ligand and complex preparation without isolating intermediates

Michael Ferguson, Nicola Giri, Xu Huang, David Apperley, Stuart L. James

2013-12-12 Paper

DOI: 10.1039/C3GC42141D

Biocatalysis in bio-derived solvents: an improved approach for medium optimisation

Giulia Paggiola, Andrew J. Hunt, Con R. McElroy, James Sherwood, James H. Clark

2014-01-20 Communication

DOI: 10.1039/C3GC42526F

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

4-アミノフェノール酸ナトリウム水和物とは何ですか?

4-アミノフェノール酸ナトリウム水和物は、CAS番号206557-08-6の化合物で、4-アミノフェノールとナトリウムが結合した塩と水和物です。この化合物は、白...

206557-08-64-Aminobenzoic acid ...
化合物よくある質問

Methyl 3-methyl-N-{[(2-methyl-2-propanyl)oxy]carbonyl}-L-histidinateの代替品はありますか?

この化合物は特定の合成プロセスに使用される可能性がありますが、代替品として、他の类似的な化合物、例えばMethyl 3-methyl-N-{[(2-methyl...

72212-51-2Methyl 3-methyl-N-{[...
化合物よくある質問

4-Boc-2-哌嗪甲酸の市場動向や研究トレンドはどうですか?

4-Boc-2-哌嗪甲酸は、薬品開発や合成化学分野で広く使用されており、その需要は継続的に推移しています。特に、新薬開発における合成化学分野での需要が高まってい...

192330-11-3(2R)-4-[(tert-butoxy...
化合物よくある質問

4,4'-二羟甲基联苯の物理化学的性質は何ですか?

4,4'-二羟甲基联苯のCAS番号は1667-12-5です。この化合物は白色の結晶粉末で、分子量は154.20です。水にわずかに溶けますが、アルコールや有機溶媒...

1667-12-54,4'-Biphenyldiyldim...
化合物よくある質問

5-甲硫基戊腈はどの業界で使用されていますか?

5-甲硫基戊腈は医薬品産業で使用される可能性があります。また、ポリマー合成の触媒として、センサー製造の一部として、半導体製造のプロセス改善に使用される可能性があ...

59121-25-45-(Methylsulfanyl)pe...
化合物よくある質問

CAS番号1311961-50-8の化合物はどのように合成されますか?

この化合物は、1-abieta-8,11,13-trien-19-イルと6'-メトキシシンコナナン-9-基を含有する窒素含有化合物から合成されます。一般的な合成...

1311961-50-81-Abieta-8,11,13-tri...
化合物よくある質問

6-ブロモベンジジミダゾール-2-カルビルデオキシドはどのように保存すればよいですか?

6-ブロモベンジジミダゾール-2-カルビルデオキシドは、避光・乾燥した容器(密閉容器)で-20℃~4℃の低温で保存してください。高温や直射日光、湿気は避けてくだ...

885280-26-25-Bromo-1H-benzimida...
化合物よくある質問

Boc-N-甲基氨甲环酸とは何ですか?

621-65-8のCAS番号を持つBoc-N-甲基氨甲环酸は、化学式C7H13NO5を有する化合物です。この化合物は白色の結晶性粉末で、吸湿性があります。

621-65-83-Hydroxy-1,2-propan...
化合物よくある質問

乙基三氟硼酸钾はどのように合成されますか?

乙基三氟硼酸钾は、トリフLUオール酸カリウムとエチルブロミドを反応させて合成されます。この反応は高い選択性と収率を持ち、触媒を用いることで効率的に進行します。

882871-21-8Potassium ethyltrifl...
化合物よくある質問

2-フロウロ-5-クロロ-4-アミノフェノールはどのように保存すればよいですか?

2-フロウロ-5-クロロ-4-アミノフェノールは、直射日光を避けて冷却された暗所で保存し、密閉容器に保管してください。温度は常温か低温が適しています。

847872-10-04-Amino-5-chloro-2-f...

掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

おすすめサプライヤー

免責事項
このページに表示される学術雑誌情報は、参考および研究目的のみを目的としています。当社は雑誌出版社とは提携しておらず、投稿の取り扱いも行っておりません。出版に関するお問い合わせは、各雑誌出版社に直接ご連絡ください。
表示されている情報に誤りがある場合は、support@chemtradehub.com までご連絡ください。迅速に確認し、対応いたします。