观察二氧化钛表面和染料之间的质子转移以进行光催化评估

通过常规方法(例如常规 FTIR 或拉曼光谱)无法观察到在紫外光照射期间二氧化钛表面化学状态的时间变化。因此，由信州大学RISM的Hiromasa Nishikiori教授领导的团队通过时间分辨荧光光谱观察到了这种反应。该团队注意到单阴离子转化为“处于激发态”的荧光素二价阴离子(去质子化物质)，其中质子在紫外线照射期间从荧光素染料转移到二氧化钛表面，这在之前的瞬态吸收光谱中是没有建立的。

荧光素是一种对光和酸/碱敏感的有机染料，作为探针分子吸附在二氧化钛表面。该小组使用带有飞秒脉冲激光的时间分辨表面等离子体共振 (SPR) 光谱。通过使用飞秒脉冲激光 SPR 光谱，该小组能够间接观察从染料到二氧化钛表面的质子转移过程，并证明了碱性羟基的形成。

通过紫外线照射时间的观察表明，表面变得更加碱性，二氧化钛表面上的 OH 基团接受来自荧光素单阴离子​​的质子。使用对光和酸度/碱度敏感的有机染料进行时间分辨荧光探针观察是一种非常有效的方法，可以在很短的时间内观察固体表面上发生的微小光诱导行为(质子转移过程)。

研究人员通过建立SPR光谱方法，成功地观察到了荧光素的二价阴离子和一价阴离子的比例。Nishikiori 教授希望通过建立这种使研究人员能够观察和评估光催化活性的简单方法，继续为光催化分解水制氢的进步做出贡献。

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