行業(yè)資訊
用戶之聲丨光催化水氧化過程的分解機(jī)理研究
韓國(guó)西江大學(xué)Kyung Byung Yoon教授
島津拜訪了韓國(guó)西江大學(xué)的Kyung Byung Yoon教授。他是人工合成領(lǐng)域的頂尖研究人員之一。Yoon團(tuán)隊(duì)曾在《Science》上報(bào)道了一種不怕水的CO2捕獲新材料，為低成本捕獲CO2并再利用研究提供了方向。他的實(shí)驗(yàn)室配備許多分析儀器，包括Tracera GC-BID系統(tǒng)和QYM-01光反應(yīng)量子產(chǎn)率評(píng)價(jià)系統(tǒng)*，QYM-01系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)吸收光子準(zhǔn)確而快速的定量測(cè)量。
* QYM-01 為島津今年6月剛發(fā)布的Lightway PQY-01光反應(yīng)評(píng)價(jià)系統(tǒng)的前序機(jī)型。
Q 請(qǐng)介紹一下您的研究?jī)?nèi)容。
這個(gè)廣泛用于均相光催化水氧化過程的系統(tǒng)包含作為光泵的水氧化催化劑RuⅡ(bpy)32+和作為電子犧牲受體的S2O82?。但是，因?yàn)镽uⅡ(bpy)32+會(huì)發(fā)生非?？焖俚姆纸猓瑢?dǎo)致在所有S2O82?消耗完之前，反應(yīng)過程就停止，所以該系統(tǒng)還遠(yuǎn)不夠理想。就這一點(diǎn)而言，如果能研究清楚RuⅡ(bpy)32+的分解途徑和產(chǎn)物，就可以設(shè)計(jì)出更高效的光催化水氧化系統(tǒng)。
我們發(fā)現(xiàn)，在光-RuⅡ(bpy)32+-S2O82?系統(tǒng)中存在兩種RuⅡ(bpy)32+分解途徑。第一種是通過黑暗環(huán)境中，在pH＞6條件下，RuⅢ(bpy)33+氧化OH?而下形成OH?自由基，OH?自由基攻擊RuⅡ(bpy)32+的bpy配體。這個(gè)在黑暗中分解的途徑是次要的。在輻照過程中，RuⅡ(bpy)32+和RuⅢ(bpy)33+都受到光激發(fā)，并且光激發(fā)的RuⅢ(bpy)33+與S2O82?反應(yīng)生成一種中間體。當(dāng)中間體濃度較低時(shí)，中間體分解為催化活性的釕μ-氧代二聚體，當(dāng)中間體濃度較高時(shí)，中間體分解為催化惰性的寡聚釕μ-氧代物。光誘導(dǎo)分解途徑是主要途徑。當(dāng)RuⅡ(bpy)32+濃度較低時(shí)，即使在沒有任何添加催化劑的情況下，光-RuⅡ(bpy)32+-S2O82?系統(tǒng)也會(huì)通過類似在黑暗中生成氧氣的途徑產(chǎn)生氧氣。當(dāng)RuⅡ(bpy)32+濃度較高時(shí)，由于光誘導(dǎo)分解途徑的總速率比生成氧氣的暗途徑的總速率要快得多，因此系統(tǒng)中不會(huì)生成氧氣。
Q “QYM-01”和“Tracera（GC+BID檢測(cè)器）”是否正高效地用于您的研究？它們有多大用處？
QYM-01可以在每分鐘或更短的時(shí)間內(nèi)獲得紫外-可見光譜。這使我們能夠監(jiān)測(cè)光反應(yīng)過程中物質(zhì)的反應(yīng)速度有多快。QYM-01還可以測(cè)量光敏劑吸收的光子數(shù)量。當(dāng)我們檢測(cè)到產(chǎn)物時(shí)，通過繪制吸收光子數(shù)量與生成產(chǎn)物的關(guān)系曲線來計(jì)算反應(yīng)的量子產(chǎn)率。Tracera可高效檢測(cè)液體產(chǎn)物，檢測(cè)靈敏度較高。幾乎檢測(cè)到了柱內(nèi)所有物質(zhì)。
Q 您認(rèn)為“QYM-01”和“Tracera（GC+BID檢測(cè)器）”有哪些優(yōu)點(diǎn)？
我們可以在光解過程中獲得紫外-可見光譜，無需改變?nèi)魏纹渌磻?yīng)系統(tǒng)。我們可以測(cè)量我們正在使用的激發(fā)光的功率，這就是QYM-01的優(yōu)點(diǎn)。至于Tracera，檢出限很好。
Q 請(qǐng)告訴我們您對(duì)“島津”的印象。
你們提供前所未有的產(chǎn)品和優(yōu)質(zhì)服務(wù)。
我們與Kyung Byung Yoon教授的交談很愉快，通過這次采訪，我們了解了Yoon教授對(duì)我們儀器和我們公司的看法。我們必須努力，爭(zhēng)取越來越好。也非常感謝Yoon教授接受島津的采訪！
關(guān)于采訪的評(píng)論
采訪之后，Yoon教授說：“雖然QYM-01還有一些地方有待改進(jìn)，但是島津擁有QYM-01等前所未有的獨(dú)特性創(chuàng)新技術(shù)，這令我印象深刻，我也期待這些技術(shù)的未來發(fā)展?！?/span>
