Kinetics and energetic analysis of the slow dispersive electron transfer from nano-TiO2 to O2 by in situ diffusion reflectance and Laplace transform

文献情報

出版日 2021-09-01
DOI 10.1039/D1CP03135J
インパクトファクター 3.676
著者

Zhizhou Wu, Liuyang Li, Xuedong Zhou, Xiujian Zhao, Baoshun Liu


原文を見る

要旨

Electron transfer to O2 is a universally existing process for the physiochemistry of many materials. Electron transfer to O2 is also an inevitable process for photocatalytic reactions over TiO2 and other materials. In the present research, a diffusion reflectance system was developed to measure in situ optical diffusion reflectances caused by photoinduced electrons in nano-TiO2 under a steady light illumination; in situ absorption decays can be obtained to study the electron transfer from their trapped states to O2. It is seen that the kinetics of electron transfer to O2 is persistent and dispersive; this lasts for several minutes and approximately agrees with a stretched exponential kinetics. The result implies that variable apparent energy barriers (Eis) are involved in the electron transfer. The effects of O2 amount, light intensity, and temperature are studied and the results mean the trap-filling effect should be involved in the electron transfer to O2. A Laplace transform is used to derive the Ei distributions. It is found that the Ei dispersion shape almost does not change; this indicates that the physical reason causing the Ei dispersion is the same for different experimental conditions and possibly comes from the trap-filling effect. It is shown that the slow kinetics of the electron transfer is also dependent on the slow rate for an electron transferring from a trap to O2, in additional to the trapping-filling effect. The results indicate that the photocatalytic activity can be increased through a modulation in trap distribution.

関連文献

High time resolution measurements of droplet evaporation kinetics and particle crystallisation

D. A. Hardy, J. Archer, P. Lemaitre, R. Vehring, J. P. Reid, J. S. Walker

2021-08-11 Paper

DOI: 10.1039/D1CP02840E

Ultrafast energy transfer between lipid-linked chromophores and plant light-harvesting complex II

Minjung Son, Muath Nairat, Tiejun Wei, Christopher D. P. Duffy, Gabriela S. Schlau-Cohen

2021-08-26 Paper

DOI: 10.1039/D1CP01628H

The extrinsic nature of double broadband photoluminescence from the BaTiO3 perovskite: generation of white light emitters

J. L. Clabel H., G. Nicolodelli, G. Lozano C., V. A. G. Rivera, S. O. Ferreira, Alexandre H. Pinto, M. Siu Li, E. Marega, Jr.

2021-07-26 Paper

DOI: 10.1039/D1CP01765A

The key role of the central cavity in sodium transport through ligand-gated two-pore channels

Stefan Milenkovic, Igor V. Bodrenko, Armando Carpaneto

2021-08-11 Paper

DOI: 10.1039/D1CP02947A

Mechanistic insight into the roles of anions and cations in the degradation of poly(ethylene terephthalate) catalyzed by ionic liquids

Lei Zhou, Xingmei Lu, Yao Li, Xiaoqian Yao, Shenyu Cheng, Gangwei Chen, Chengsheng Ge

2021-08-16 Paper

DOI: 10.1039/D1CP02038B

Effect of Hf doping on He behavior in tritium storage material ZrCo

You Yu, Yanhong Shen, Jiangfeng Song

2021-08-13 Paper

DOI: 10.1039/D1CP01803E

Adsorption of the amyloid β40 monomer on charged gold nanoparticles and slabs: a molecular dynamics study

Pandurangan Kalipillai, Ethayaraja Mani

2021-08-02 Paper

DOI: 10.1039/D1CP01652K

Effective π-electron number and symmetry perturbation effect on the two-photon absorption of oligofluorenes

Leandro H. Z. Cocca, Jean-Christophe Mulatier, Delphine Pitrat, Chantal Andraud, Lino Misoguti, Cleber R. Mendonça, Marcelo G. Vivas, Leonardo De Boni

2021-08-04 Paper

DOI: 10.1039/D1CP02553H

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

除水剤ALT-201は安全ですか?

除水剤ALT-201は一般的に安全ですが、避けるべきは皮膚や目への接触です。適切な防護具を着用し、安全基準を守ることが重要です。

28770-01-62-(2-Isopropyl-1,3-o...
化合物よくある質問

「邻羟基阿托伐他汀内酯标准品」に適用される法規ガイドelinesは何ですか?

CAS番号163217-74-1の「邻羟基阿托伐他汀内酯标准品」は、GHS分類では危険物に分類されず、主にREACH規則とFDA/EPAの管理対象となります。R...

163217-74-1ortho-Hydroxy Atorva...
化合物よくある質問

メチル(3R)-3-アミノ-2,3-ジヒドロ-1-ベンゾファンラニン-5-カルボイル酸塩塩酸塩の主な用途は何ですか?

メチル(3R)-3-アミノ-2,3-ジヒドロ-1-ベンゾファンラニン-5-カルボイル酸塩塩酸塩は、医薬品や合成化学の研究に広く用いられます。また、特定の薬物の前...

2241594-15-8Methyl (3R)-3-amino-...
化合物よくある質問

トランス-4-メチルピロリジン-3-オール塩酸塩はどのように合成されますか?

トランス-4-メチルピロリジン-3-オール塩酸塩は、4-メチルピロリジンの塩酸塩化によって合成されます。一般的な合成方法では、4-メチルピロリジンを塩酸に加えて...

265108-42-7trans-4-Methylpyrrol...
化合物よくある質問

硫雜環丁烷-1,1-二氧化物は安全ですか?

硫雜環丁烷-1,1-二氧化物は安全ではありません。毒性は報告されていませんが、高温下で分解し、可燃性があるため、高圧ガスは注意が必要です。密閉した容器で保管し、...

5687-92-3Thietane 1,1-dioxide
化合物よくある質問

ブラエリリンの主な用途は何ですか?

ブラエリリンは主に医薬品製造における薬物アドベリンの合成材料として使用されます。また、研究用途や化学合成材料としても広く利用されています。

6054-10-02H, 8H-Benzo[1,2-b
化合物よくある質問

9-ヒドロキシエリプチシネ塩酸塩はどのように合成されますか?

9-ヒドロキシエリプチシネ塩酸塩は、エリプチシネから塩酸を添加することで合成されます。選択性は高いですが、収率は約70%です。

52238-35-49-Hydroxyellipticine...
化合物よくある質問

5-塩素-2-(メチルアミノ)フェニル-(2-塩素フェニル)メタン酮の物理化学的性質は何ですか?

5-塩素-2-(メチルアミノ)フェニル-(2-塩素フェニル)メタン酮のCAS番号は5621-86-3です。この化合物は白色の結晶性粉末で、分子量は415.03で...

5621-86-3[5-Chloro-2-(methyla...
化合物よくある質問

1-[2-(4-甲氧基-苯氧基)-乙基]-哌嗪はどのように保存すればよいですか?

1-[2-(4-甲氧基-苯氧基)-乙基]-哌嗪は、直射日光を避けて暗所に、室温(15-25℃)で保管し、密閉容器に入れることで安定性を保つことができます。

117132-44-21-[2-(4-Methoxy-phen...
化合物よくある質問

2-[3-(4-甲氧基フェニル)プロピル]-4,4,5,5-四メチル-1,3,2-ドイボロロールアンの主な用途は何ですか?

2-[3-(4-甲氧基フェニル)プロピル]-4,4,5,5-四メチル-1,3,2-ドイボロロールアンは、医薬品の合成、有機合成化学、および新材料の研究で使用され...

1073371-72-82-[3-(4-Methoxypheny...

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。