通過常規(guī)方法(例如常規(guī) FTIR 或拉曼光譜)無法觀察到在紫外光照射期間二氧化鈦表面化學(xué)狀態(tài)的時(shí)間變化。因此，由信州大學(xué)RISM的Hiromasa Nishikiori教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)通過時(shí)間分辨熒光光譜觀察到了這種反應(yīng)。該團(tuán)隊(duì)注意到單陰離子轉(zhuǎn)化為“處于激發(fā)態(tài)”的熒光素二價(jià)陰離子(去質(zhì)子化物質(zhì))，其中質(zhì)子在紫外線照射期間從熒光素染料轉(zhuǎn)移到二氧化鈦表面，這在之前的瞬態(tài)吸收光譜中是沒有建立的。
熒光素是一種對(duì)光和酸/堿敏感的有機(jī)染料，作為探針分子吸附在二氧化鈦表面。該小組使用帶有飛秒脈沖激光的時(shí)間分辨表面等離子體共振 (SPR) 光譜。通過使用飛秒脈沖激光 SPR 光譜，該小組能夠間接觀察從染料到二氧化鈦表面的質(zhì)子轉(zhuǎn)移過程，并證明了堿性羥基的形成。
通過紫外線照射時(shí)間的觀察表明，表面變得更加堿性，二氧化鈦表面上的 OH 基團(tuán)接受來自熒光素單陰離子??的質(zhì)子。使用對(duì)光和酸度/堿度敏感的有機(jī)染料進(jìn)行時(shí)間分辨熒光探針觀察是一種非常有效的方法，可以在很短的時(shí)間內(nèi)觀察固體表面上發(fā)生的微小光誘導(dǎo)行為(質(zhì)子轉(zhuǎn)移過程)。
研究人員通過建立SPR光譜方法，成功地觀察到了熒光素的二價(jià)陰離子和一價(jià)陰離子的比例。Nishikiori 教授希望通過建立這種使研究人員能夠觀察和評(píng)估光催化活性的簡單方法，繼續(xù)為光催化分解水制氫的進(jìn)步做出貢獻(xiàn)。
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