分子纳米聚合物光催化剂的时间解析振动光谱研究

科学领域:

• 超分子化学 超分子化学
• 光催化作用的光催化
• 频谱学是一种光谱学.

背景情况:

• 有机染色体的受控聚合成超分子结构是调整光催化活性的关键.
• 在这些系统中,电荷转移和积累的精确机制尚不清楚.
• 时间分辨率振动光谱是研究光生成中间体的宝贵工具.

研究的目的:

• 为了研究2,6-bis(4-cyanophenyl)-4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl) pyridine-3,5-dicarbonitrile (CNP) 和其超分子聚合物的光动力学.
• 为了将观察到的光动力学与和过氧化形成中的光催化活性相关联.
• 阐明超分子结构在光刺激后的电荷载体行为中的作用.

主要方法:

• 利用时间分辨率红外光谱 (TRIR) 探测结构变化和中间物种.
• 研究了半晶体CNP纳米纤维 (CNP-f) 和CNP纳米球 (CNP-s).
• 激发了CNP聚合物的费用转移 (CT) 频段.

主要成果:

• 对CNP-f的激发导致长期存在的,非局部化的极子在仪器响应时间内形成.
• 对CNP-s的激发产生了寿命较短,局部化程度更高的极子.
• 观察到的极子动态的差异与已知的光催化活性对CNP-f和CNP-s的差异相关.

结论:

• 光动力学,特别是极子移位和寿命,受到CNP的超分子组合的显著影响.
• 在光吸收后立即发生的电荷载体行为的差异为CNP-f和CNP-s的明显光催化效率提供了理由.
• TRIR光谱学有效地区分了不同超分子架构中的超快电荷载体动态.