Các Hạt Oxit Kim Loại Siêu Nhỏ: Chuẩn Bị, Đặc Trưng Photophysics và Tính Chất Quang Hệ Năng Lượng

Israel Journal of Chemistry - Tập 33 Số 1 - Trang 115-136 - 1993
Detlef W. Bahnemann1
1Institut für Solarenergieforschung GmbH, Sokelantstrasse 5, D‐30165 Hannover 1, Germany

Tóm tắt

Tóm tắt

Bài báo này đưa ra cái nhìn tổng quan về các hoạt động của tác giả trong nghiên cứu các hạt oxit kim loại cực nhỏ trong những năm gần đây. Cụ thể, bài báo mô tả quá trình tổng hợp các dung dịch keo trong suốt của các hạt oxit kẽm cực nhỏ, oxit titan, hematit và hạt oxit titan/thép hỗn hợp (2 nm < d < 20 nm) trong nước, ethanol và 2-propanol. Các hiệu ứng kích thước lượng tử (Q-size) được quan sát trong quá trình phát triển hạt và ở các giai đoạn cuối của tổng hợp. Một hình ảnh đơn giản của orbital phân tử (MO) được trình bày để giải thích định tính những hiệu ứng này, trong khi các phép tính định lượng được thực hiện bằng cách sử dụng mô hình cơ học lượng tử được phát triển bởi Brus. Các tính chất photophysics của các hạt cũng đã được nghiên cứu một cách sâu rộng. Quang phổ phát quang của các dung dịch ZnO cho thấy rằng các relays electron bị hấp thụ là cần thiết để di chuyển electron từ dải dẫn vào các bẫy ở mức thấp hơn. Sự dư thừa điện tích âm trên các hạt, có nguồn gốc từ các nhóm hydroxyl bề mặt đã khử proton hoặc từ các mang điện tích tạo ra bởi ánh sáng hoặc được bơm vào, gây ra sự dịch chuyển xanh trong quang phổ hấp thụ điện tử, điều này được giải thích bởi các mô hình tĩnh điện và MO. Điểm không của điện tích (pHzpc) của các huyền tinh keo trong nước đã được xác định bằng nhiều phương pháp độc lập. Trong khi các hạt oxit kẽm, oxit titan, và hạt oxit titan/thép hỗn hợp thể hiện hoạt tính quang xúc tác đáng kể (như được minh họa cho sự khử oxy phân tử và oxy hóa các axit carboxylic halogen hóa khác nhau), các hạt hematit chỉ được tìm thấy oxi hóa S(IV) dưới ánh sáng có băng năng lượng trong mức độ hợp lý (ϕ < 0.3). Một cơ chế liên quan đến các phân tử liên kết bề mặt và các trung gian tự do gốc được trình bày để giải thích những khác biệt này trong tính phản ứng.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

10.1021/ar00072a003

10.1021/j100259a006

10.1016/0360-3199(85)90025-4

10.1021/j100403a003

10.1063/1.445676

10.1063/1.447218

Ekimov A.I., 1981, JETP Lett., 34, 345

Ekimov A.I., 1984, JETP Lett., 40, 1136

10.1016/S0038-1098(85)80025-9

10.1063/1.445834

10.1063/1.447228

10.1063/1.448727

10.1063/1.449407

10.1021/j100406a018

10.1002/bbpc.19840880715

10.1002/bbpc.19840881010

10.1016/0009-2614(85)80287-6

10.1002/bbpc.19860900107

10.1016/0009-2614(85)80553-4

10.1021/ja00263a005

10.1016/0009-2614(85)87255-9

10.1016/0009-2614(86)85075-8

10.1016/0009-2614(86)80094-X

Tanaka T., 1983, Photogr. Sci., 31, 13, 10.1080/00223638.1983.11738194

Tanaka T., 1985, Imaging Sci., 29, 86

10.1016/0022-2313(84)90221-7

10.1021/j100249a004

10.1103/PhysRevB.33.5953

10.1007/BFb0018073

10.1021/cr00098a010

10.1146/annurev.pc.41.100190.002401

10.1021/j100155a009

10.1163/156856791X00093

10.1021/ar00005a002

10.1021/j100298a015

10.1021/j100329a027

10.1021/j100354a021

10.1021/es00172a009

10.1016/1010-6030(89)87099-6

10.1021/es00015a018

10.1007/978-94-011-3396-8_15

10.1016/0038-092X(90)90070-S

10.1002/bbpc.198800297

Fox M.A., 1986, Chim. Ind., 68, 59

10.1016/0010-8545(86)85009-3

10.1007/BF03051818

Serpone N., 1989, Photocatalysis: Fundamentals and Applications

Fox M.A., 1988, Photoinduced Electron Transfer Part A‐D

Pelizzetti E., 1986, Homogeneous and Heterogeneous Photocatalysis (NATO ASI series, Series C: Mathematical and Physical Sciences, 10.1007/978-94-009-4642-2

Schiavello M., 1988, Photocatalysis and Environment: Trends and Applications, 10.1007/978-94-009-3015-5

10.1007/BFb0018072

Pelizzetti E.;Barbeni M.;Pramauro E.;Erbs W.;Borgarello E.;Jamieson M.A.;Serpone N.Quimica Nova1985:288.

10.1021/j100678a001

10.1039/P29810000341

10.1021/ac60289a021

10.1021/es00151a015

10.1002/prac.18710030126

10.1016/0022-3697(80)90105-5

10.1016/0021-9797(67)90266-4

10.1016/0022-1902(66)80100-8

Weast R.C., 1985, CRC Handbook of Chemistry and Physics, D‐92

Schindler P., 1963, Gazz. Chim. Ital., 93, 168

10.1002/hlca.19640470409

10.1002/hlca.19650480528

10.1016/0009-2614(86)80410-9

Atkins P.W., 1978, Physical Chemistry, 485

Brus L.E., 1987, Nouv. J. Chim., 11, 123

10.1103/PhysRev.124.1719

10.1016/0031-8914(66)90082-6

10.1103/PhysRevB.18.5606

Agekyan V.T., 1980, Sov. Phys. Solid State, 22, 6

Landolt‐Börnstein, 1982, Zahlenwerte und Funktionen aus Naturwissenschaft und Technik

10.1021/j100298a014

Mott N.F., 1979, Electronic Processes in Non‐Crystalline Materials, 273

Bockelmann D.;Jirkovsky J.;Bahnemann D.Langmuir1992 in preparation.

Stumm W., 1981, Aquatic Chemistry:, 625

10.1021/cr60234a002

10.1007/BF02716019

10.1021/j150340a005

Nicoll F.H., 1948, J. Opt. Soc. Am., 38, 478

10.1007/BF01340694

10.1016/0038-1098(71)90623-5

10.1016/0022-2313(76)90120-4

10.1016/S0081-1947(08)60481-6

Riehl N., 1956, Ber. Bunsenges. Phys. Chem., 60, 149

10.1103/PhysRevLett.23.579

10.1016/0022-2313(79)90020-6

10.1002/pssa.2210650165

10.1016/0040-6090(83)90191-8

Many M., 1974, CRC Critical Reviews in Solid State Sciences, 515

10.1021/j100211a014

10.1039/f19858101999

10.1007/978-3-642-47547-4_3

10.1021/ja00375a006

10.1002/bbpc.19820860313

10.1021/ic00208a026

Henglein A., 1969, Einführung in die Strahlenchemie:, 168

10.1016/0304-5102(87)80047-0

10.1351/pac198052122649

10.1063/1.555739

10.1016/0021-9797(84)90206-6

10.1021/es00151a015

10.1021/es00136a002

10.1016/0043-1354(86)90020-5

10.1021/j150645a024

10.1149/1.2131532

10.1021/es00013a016

Hilgendorff M., 1991, Diplomarbeit:

Schindler P., 1987, In Aquatic Surface Chemistry, 83

10.1021/j100334a049

10.1021/j100308a035

10.1021/j150667a042

Thông tin
Thông tin xuất bản

Israel Journal of Chemistry

Tập 33 Số 1

115-136

Thông tin tác giả