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Physical chemistry chemical physics : PCCP2023Jul26Vol.25issue(29)

UV光照明下でのAgナノ粒子装置TiO2のフェルミレベルのシフト、電子分離、およびプラズモン共鳴変化の変化

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文献タイプ:
  • Journal Article
概要
Abstract

Noble Metalナノ粒子は、半導体光触媒に電子を保存および分離するための共触媒として広く使用されています。したがって、この能力を評価することは、光触媒メカニズムを理解するために重要かつ意味があります。AGナノ粒子を使用して、本研究では、その場の光伝導と理論分析を組み合わせて、ガス状条件下でUVが照らしたAG/TIO2システムのフェルミレベル(EF)シフトを評価しました。これに基づいて、電子の蓄積と分離におけるAgナノ粒子の役割について説明しました。Ag/Tio2のEFはギャップの深い位置に位置しており、温度の変動は、装飾されていないTiO2と比較してAg/Tio2のEFに対する影響が少ないことがわかりました。分析では、〜46電子は、実験条件下で10 nm Agナノ粒子に保存できることが示されましたが、これは温度とともに変化しません。TiO2の電子トラップは、TiO2およびAgナノ粒子の電子分布に影響を与える可能性があります。Agナノ粒子の局所的な表面プラズモン共鳴(LSPR)は、UV光照明の下で青シフトを示すことが観察されました。これは、一般にAgナノ粒子の電子貯蔵に起因するものです。ただし、青いシフトはAGナノ粒子の電子貯蔵に関連していないため、電子貯蔵能力を評価するための指標として使用できないことを示しました。In initu XPS分析は、LSPRブルーシフトがAg2O層とTiO2の減少に関連していることもサポートしていません。

Noble Metalナノ粒子は、半導体光触媒に電子を保存および分離するための共触媒として広く使用されています。したがって、この能力を評価することは、光触媒メカニズムを理解するために重要かつ意味があります。AGナノ粒子を使用して、本研究では、その場の光伝導と理論分析を組み合わせて、ガス状条件下でUVが照らしたAG/TIO2システムのフェルミレベル(EF)シフトを評価しました。これに基づいて、電子の蓄積と分離におけるAgナノ粒子の役割について説明しました。Ag/Tio2のEFはギャップの深い位置に位置しており、温度の変動は、装飾されていないTiO2と比較してAg/Tio2のEFに対する影響が少ないことがわかりました。分析では、〜46電子は、実験条件下で10 nm Agナノ粒子に保存できることが示されましたが、これは温度とともに変化しません。TiO2の電子トラップは、TiO2およびAgナノ粒子の電子分布に影響を与える可能性があります。Agナノ粒子の局所的な表面プラズモン共鳴(LSPR)は、UV光照明の下で青シフトを示すことが観察されました。これは、一般にAgナノ粒子の電子貯蔵に起因するものです。ただし、青いシフトはAGナノ粒子の電子貯蔵に関連していないため、電子貯蔵能力を評価するための指標として使用できないことを示しました。In initu XPS分析は、LSPRブルーシフトがAg2O層とTiO2の減少に関連していることもサポートしていません。

Noble metal nanoparticles are widely used as co-catalysts for storing and separating electrons in semiconductor photocatalysis. Thus, evaluating this ability is important and meaningful to understand the photocatalytic mechanism. Employing Ag nanoparticles, the present study combined in situ photoconductance and theoretical analysis to evaluate the Fermi-level (EF) shift in a UV-illuminated Ag/TiO2 system under gaseous conditions. Based on this, the role of the Ag nanoparticles in storing and separating electrons was discussed. It was found that the EF of Ag/TiO2 is located deeper in the gap and a variation in temperature has less effect on the EF of Ag/TiO2 compared to the undecorated TiO2. The analysis showed that ∼46 electrons can be stored in 10 nm Ag nanoparticles under our experimental conditions, which does not change with temperature. The electron traps in TiO2 can affect the electron distribution in the TiO2 and Ag nanoparticles. It was observed that the localized surface plasmon resonance (LSPR) of the Ag nanoparticles exhibited a blue-shift under UV light illumination, which is generally ascribed to the electron storage in the Ag nanoparticles. However, we showed that the blue-shift is not related to the electron storage in the Ag nanoparticles, and thus it cannot be used as an indicator for evaluating their electron-storage ability. The in situ XPS analysis also does not support that the LSPR blue shift is associated with the reduction in the Ag2O layer and TiO2.

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