丙烯酰氯分子的气相光解动力学

利用时间分辨傅立叶变换红外(TR-FTIR)发射光谱研究了气相中CH2=CHCOCl分子的光解动力学.观测到振动激发的光解碎片分子CO(ν≤5),HCl(ν≤6),C2H2和相应的两个光解离通道:C-Cl键断裂和HCl消除通道.通过分析转动分辨的红外发射光谱得到CO和HCl的初始振转能量态分布,由此提出CH2=CHCOCl的气相光解机理并阐明了内转换等非绝热过程在影响反应途径中的关键作用.     

1,2-和1,4-萘醌248 nm激光光解的瞬态吸收光谱研究

利用纳秒级激光光解动态吸收光谱装置,研究了1,2-和1,4-萘醌中性水溶液的瞬态吸收光谱.发现1,2-萘醌及1,4-萘醌被光电离后形成的阳离子自由基在380nm均有最大吸收,但1,4-萘醌阳离子自由基在衰变过程中又形成了两种新的活性粒子,它们的最大吸收分别位于410和580nm,分析表明:410nm属于1,4-萘醌脱氢自由基的吸收,而580nm很可能归属由于电子转移而形成的瞬态产物.进一步研究发现,1,2-萘醌在中性水溶液中能被248nm激光单光子电离.     

半导体光解水制氢研究:现状、挑战及展望

通过半导体光催化分解水反应实现太阳能向清洁能源氢能的转化,是解决人类面临的能源和环境危机的终极途径之一。该过程的关键是开发宽光谱响应、高效的光催化剂,到目前为止,调控能带结构、制备活性晶面、构建异质结构、负载助催化剂等诸多方法被广泛应用于扩展半导体材料的吸光范围和提高其光催化活性。本文介绍了半导体光解水制氢的基本原理,并综述了该领域的研究进展,重点关注提高半导体光催化活性的方法及其所面临的挑战和瓶颈问题,并结合相关课题组的研究工作提出可能的应对策略。     

烷氧基菲咯啉设计合成及其氮磷杂配铜光敏剂的光解水制氢性能

以功能化氮配体为导向,以4,7-二苯基-1,10-菲咯啉为原料,经季铵化、氧化、卤化和醚化合成了一类新型的2,9-二烷氧基-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉配体5a~5e。再以Xantphos为膦配体,通过原位配位方法合成一系列氮磷杂配铜光敏剂（CuPS A~H）,在均相光解水制氢体系中研究其光敏活性。制氢结果表明,以2,9-二乙氧基为较佳取代基,CuPS D的催化产氢总转换数（TON）可达270。在光电物理性能分析中,发现这类杂配铜配合物都有一个相似的氧化还原电位（E^oxd=-0.8 V,E^red=-1.2 V）。具有乙氧取代基的铜配合物CuPS D相对于其他取代基的铜基配合物,荧光最弱,表明乙氧基有助于提高荧光淬灭效率,增强铜光敏剂的光化学转换能力。     

仿生模拟催化在新能源与CO2光催化还原方面的研究及应用

人工光合成是受到植物光合作用启发而兴起的前沿科研领域,对于新型能源的探索具有重要的研究价值。本文首先从植物光合作用的原理和关键化学过程出发,介绍了人工光合成体系的构建原则与方法,着重阐述了过渡金属配合物光催化剂在人工光合成各半反应(水的光催化氧化分解与CO2的还原转换)中的应用。其次,分析整理了近期国内外重点研究的过渡金属配合物光催化剂的种类,评价了各类过渡金属配合物光催化剂的结构特征及由其组成的不同光催化体系的特点和催化性能的差别,讨论了部分光催化剂的催化机理及优化其催化性能的方法。最后,展望了过渡金属配合物光催化剂在人工光合成领域的研究前景及发展方向。     

二氧化钛包裹金纳米棒核壳材料的制备及其光解水制氢

利用溶胶凝胶法制备了金纳米棒(GNR)与TiO₂的核壳结构复合材料--GNR@TiO₂,粒径为200 nm左右。 经水热晶化后的材料粒径为300 nm左右,GNR形貌和局域表面等离子共振(LSPR)峰保持稳定,其外边包裹着树枝状的锐钛矿相TiO₂壳层。 采用X射线衍射(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X射线光电子能谱分析(XPS)、紫外可见吸收光谱、光催化制氢性能等技术手段测试表征了样品的结构及性能。 结果表明,晶化后的GNR@TiO₂在可见光范围内制氢速率为31.0 μmol/(g·h),相较与晶化前7.3 μmol/(g·h)得到了明显提升。 最后结合实验结果和时域有限差分(FDTD)分析了催化产氢机理:LSPR促进了可见光吸收,锐钛矿TiO₂对电场的增强促进了光生电子-空穴分离,同时晶化后的TiO₂壳层疏松多介孔,增加了活性位点,有利于传质。     

CCl3Br光解动力学的离子速度影象研究

为建立高分辨的离子速度影象装置,进行了“离子透镜”的精确设计,得到了“将离子源空间分布中速度相同而位置不同的离子聚焦在同一点上”的效果．同时在新建立的装置上研究了CCl3Br在267肿附近的光解反应产物Br(^2P3／2)和Br(^2P1／2)的速度和角度的分布．利用实验得到的各向异性参数β(Br)=-0．48,β(Br)=1．44,讨论和分析了分子可能的解离通道．     

NCO自由基与SO_2、CS_2反应的速率常数

利用波长为266nm的激光光解CHBr3产生CH自由基,其与NO反应作为NCO自由基的来源.在298K,总压2660Pa的条件下,采用激光诱导荧光的方法,研究了NCO自由基与SO2、CS2的反应.得到了NCO自由基与SO2、CS2双分子反应速率常数分别为(1.8±0.3)×10-11和(3.1±0.4)×10-12cm3·molecule-1·s-1.对这两个反应在B3LYP/6-31 G(d)的水平上进行理论研究的结果表明,NCO自由基与SO2、CS2的反应是加成反应,其机理是NCO自由基中的N原子攻击反应物的中心原子,得到加成产物.     

亚硝酸甲酯分子在440nm附近的激光光解

近年来亚硝酸甲酯分子（CHa0NO）的光解动力学研究十分活跃｛‘5］，主要集中在紫外激光的单光子解离的机理，光解过程的矢量相关性质和光解产物的态分布．CH30NO分子的解离能D。（CH30－NO）＝174kJ·mol‘，若单从能量上看，人＜689。的光就能使其解离，但人＞400urn的光解离研究还未见报导．＊H30＊0分子在人＞40onm的强激光场下是充电离还是先解离，是单光子解离还是多光子解离，以及通过哪个电子态解离都不清楚．时间飞行质谱不仅具有质量分辨率高、范围宽，而且响应快，因此适合做光解光电离过程初生态产物的探测．特别是时间飞…     

可见近红外光响应直接Z型异质结光催化剂LaNiO3/CdS的产氢性能

通过冷凝-回流方式制备可见近红外光响应直接 Z型 LaNiO₃/CdS纳米杂化物,在对其进行物理化学表征后将其应用于光解水产氢反应。在可见光照射下,LaNiO₃/CdS光催化剂在5 h的H₂产量达到737 μmol,其H₂产量是CdS的4.3倍(172 μmol)。光电化学测试证实,LaNiO₃/CdS之间异质结的构筑能有效地促进光生载流子在界面的迁移、分离,从而促进其光解水产氢效率和稳定性的提高。同时随着近红外光的引入,其产氢活性提高至996 μmol。在上转换荧光测试中,LaNiO₃在808 nm光激发下在406和628 nm显示出发射荧光,这表明其能在近红外光照射下产生光生载流子,从而进一步提高其光解水产氢效率。