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不同染料共敏化TiO2可见光分解水产氢性能研究——染料结构相似性与双重促进效应
  • ISSN号:1001-3555
  • 期刊名称:《分子催化》
  • 时间:0
  • 分类:O643.32[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]中国科学院兰州化学物理研究所,甘肃兰州730000, [2]中国科学院研究生院,北京100080
  • 相关基金:国家重点基础研究发展规划项目(973计划,2009CB22003); 国家高技术研究发展计划项目(863计划,2012AA051501); 国家自然科学基金(21173242)
中文摘要:

以光催化还原水制氢为指标反应系统地考察了若干种染料对TiO2的共敏化作用,研究表明曙红Y(EosinY,EY)和玫瑰红(Rose Bengal,RB)对TiO2的共敏化效果最为显著,而钌染料(Ru(bipy)3Cl2,Ru)分别与EY和RB的共敏化效果则不显著或没有共敏化效应.UV-Vis吸收光谱和荧光光谱技术对染料共敏化体系的表征结果表明,在EY/RB体系中显著的共敏化效应不仅与染料对可见光的吸收增加有关,而且还与染料分子之间的荧光共振能量转移(FRET)有关,这种荧光共振能量转移可有效降低染料激发态由于荧光猝灭导致的能量损失,提高光催化产氢效率.瞬态光电流实验和单色光产氢实验结果也进一步确证了这种作用.我们的研究结果还表明,在Ru/EY和Ru/RB体系中,必须加入甲基紫精作为电子中继试剂才能使催化剂具有光催化活性.在优化的反应条件下(λ≥420 nm),EY/RB共敏化体系的产氢量子效率分别比EY和RB单一染料敏化体系提高了36.3%和215.4%.

英文摘要:

The cosensitized effects of TiO2 by various dyes were investigated using photocatalytic water reduction for hydrogen production as a model reaction. The results showed that there was a profound cosensitization effect when Eosin Y (EY) and Rose Bengal (RB) were used as cosensitizer, while the combination of Ru(bipy)3Cl2 either with EY or RB did not show any cosensitization effects for hydrogen production. For EY/RB cosensitized systems, the UV-vis absorption spectra and fluorescence spectrum revealed that the remarkable cosensitization effect in EY/ RB systems originated from not only the enhanced light absorption efficiency, but also the effective F~rster resonant energy transfer (FRET) between two dyes, which could effectively reduce the energy loss due to the fluorescence quenching of excited state dyes, and enhance the photocatalytic efficiency of hydrogen production. This conclusion was confirmed by the transient photocurrent and monochromic light experiments. Our results also showed that the Ru/EY and Ru/RB cosensitized systems only exhibited photoreactivity for hydrogen production in the presence of methyl viologen ( MV2+ ) as electron transfer relay. Under optimal conditions ( A 〉1420 nm) , the apparent quantum yield (AQY) of hydrogen production for EY/RB cosensitized systems was 36.3% and 215.4% higher than that of single EY and RB sensitized systems, respectively.

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期刊信息
  • 《分子催化》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国化学会 中国科学院兰州化学物理研究所
  • 主编:李树本
  • 地址:兰州市天水路18号
  • 邮编:730000
  • 邮箱:fzch@licp.cas.cn
  • 电话:0931-4968226
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-3555
  • 国内统一刊号:ISSN:62-1039/O6
  • 邮发代号:54-69
  • 获奖情况:
  • 1992年获中国科学院优秀期刊三等奖,1992年获甘肃省第二届优秀科技期刊荣誉称号
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:7932