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Heterogeneous Catalysis01:22

Heterogeneous Catalysis

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Heterogeneous catalysis involves a catalyst in a different phase from the reactants. It is a process where the catalyst and the reactants are in distinct phases, typically solid and gas or liquid.Most heterogeneous catalysts are metals, metal oxides, or acids. The list includes transition metals like iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), palladium (Pd), platinum (Pt), chromium (Cr), manganese (Mn), tungsten (W), silver (Ag), and copper (Cu). These metals possess partially vacant d orbitals that...
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Catalysis02:50

Catalysis

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The presence of a catalyst affects the rate of a chemical reaction. A catalyst is a substance that can increase the reaction rate without being consumed during the process. A basic comprehension of a catalysts’ role during chemical reactions can be understood from the concept of reaction mechanisms and energy diagrams.
32.6K
Photochemical Electrocyclic Reactions: Stereochemistry01:26

Photochemical Electrocyclic Reactions: Stereochemistry

2.5K
The absorption of UV–visible light by conjugated systems causes the promotion of an electron from the ground state to the excited state. Consequently, photochemical electrocyclic reactions proceed via the excited-state HOMO rather than the ground-state HOMO. Since the ground- and excited-state HOMOs have different symmetries, the stereochemical outcome of electrocyclic reactions depends on the mode of activation; i.e., thermal or photochemical.
Selection Rules: Photochemical Activation
2.5K
Thermal and Photochemical Electrocyclic Reactions: Overview01:26

Thermal and Photochemical Electrocyclic Reactions: Overview

3.3K
Electrocyclic reactions are reversible reactions. They involve an intramolecular cyclization or ring-opening of a conjugated polyene. Shown below are two examples of electrocyclic reactions. In the first reaction, the formation of the cyclic product is favored. In contrast, in the second reaction, ring-opening is favored due to the high ring strain associated with cyclobutene formation.
3.3K
Cycloaddition Reactions: MO Requirements for Photochemical Activation01:12

Cycloaddition Reactions: MO Requirements for Photochemical Activation

2.9K
Some cycloaddition reactions are activated by heat, while others are initiated by light. For example, a [2 + 2] cycloaddition between two ethylene molecules occurs only in the presence of light. It is photochemically allowed but thermally forbidden.
2.9K

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Cinética sensible al estado atrapado en el fotocatalizador sólido LaTiO2N con y sin carga de cocatalizador.

Rupashree Balia Singh1, Hiroyuki Matsuzaki, Yohichi Suzuki

  • 1National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST) , Tsukuba Central 5, 1-1-1 Higashi, Tsukuba, Ibaraki 305-8565, Japan.

Journal of the American Chemical Society
|November 15, 2014
PubMed
Resumen

Comprender el atrapamiento del portador de carga en los fotocatalizadores LaTiO2N (LTON) es clave. Este estudio revela estados atrapados distribuidos energéticamente y su impacto en la actividad fotocatalítica, crucial para la conversión eficiente de energía solar.

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Published on: August 7, 2018

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Área de la Ciencia:

  • Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
  • La fotocatálisis por fotocatálisis.
  • La espectroscopia es una técnica de espectroscopia.

Sus antecedentes:

  • El atrapamiento del portador de carga en los fotocatalizadores tiene un impacto significativo en el rendimiento al influir en la separación y recombinación del agujero de electrones.
  • Los estados de defecto en los fotocatalizadores pueden actuar como sitios de captura beneficiosos o centros de recombinación perjudiciales.
  • El nitruro de titanato de lantano (LaTiO2N o LTON) es un prometedor fotocatalizador sensible a la luz visible.

Objetivo del estudio:

  • Investigar el papel de los portadores de carga atrapados en el mecanismo fotocatalítico del LaTiO2N (LTON).
  • Para dilucidar la influencia de la carga del cocatalizador CoOx en la dinámica del portador de carga en LTON.
  • Para comprender la dependencia de la longitud de onda de excitación de la cinética fotocatalítica en LTON.

Principales métodos:

  • Se empleó espectroscopia de reflectancia difusa de femtosegundos para sondear la dinámica de los portadores de carga ultrarrápidos.
  • Los experimentos se llevaron a cabo en LTON desnudo y LTON cargado de CoOx (2 wt % CoOx-LTON).
  • Se utilizaron longitudes de onda de excitación variables para evaluar el impacto de la entrada de energía en la generación de portadores y la captura.

Principales resultados:

  • Se observó evidencia de estados atrapados distribuidos energéticamente en el LTON desnudo, lo que influye en su cinética.
  • El cocatalizador de CoOx afectó la cinética principalmente bajo la excitación por encima de la brecha de banda, lo que indica una influencia en los portadores de superficie.
  • La cinética fotocatalítica demostró una clara dependencia de la longitud de onda de excitación, consistente con los estados atrapados observados.

Conclusiones:

  • Los estados atrapados distribuidos energéticamente juegan un papel crítico en el rendimiento fotocatalítico de LTON.
  • El efecto del cocatalizador CoOx está vinculado a la generación de portadores de superficie bajo excitación de mayor energía.
  • La dinámica del portador de carga en picosegundos proporciona información sobre el mecanismo de los fotocatalizadores CoOx/LTON optimizados.