光電子跳躍轉(zhuǎn)移和能量傳遞和光誘導電子轉(zhuǎn)移的應(yīng)用
化學先生 / 2019-08-29
給體與受體之間可以在溶劑參與下(并非必要條件) 實現(xiàn)電子越過多個分子后的轉(zhuǎn)移這是一種長距離的電荷轉(zhuǎn)移機制。
能量傳遞和光誘導電子轉(zhuǎn)移的應(yīng)用：
1.模擬光合作用
自然界的光合作用過程能夠非常高效地轉(zhuǎn)化和存儲太陽光能量。光合作用中最重要的光能轉(zhuǎn)換過程是通過原初反應(yīng)和電荷穩(wěn)定過程實現(xiàn)的。原初反應(yīng)電荷分離產(chǎn)生商化學活性的正、負離子自由基，分別推動一系列電子轉(zhuǎn)移的氧化還原反應(yīng)。因此原初電荷分離過程是光系統(tǒng)實現(xiàn)光能轉(zhuǎn)換為化學能的關(guān)鍵。大量的模擬工作都是圍繞光合作用反應(yīng)中心的電荷分離過程，試圖在人工模擬體系中得到長壽命的電荷分離態(tài).
2.太陽能電池
太陽能電池是通 過光電效應(yīng)或者光化學效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。以光電效應(yīng)工作的海膜式太陽能電池為主流，而以光化學效應(yīng)原理工作的太陽能電池則還處于實驗室階段。太陽光照在半導體p-n結(jié)上，形成新的空穴電子對。在p-n結(jié)電場的作用下，空穴由n區(qū)流向p區(qū)，電子由p區(qū)流向n區(qū)，接通電路后就形成電流。
3.光催化分解水制氫
氫氣是一種非常清潔的替代能源。與不可再生能源石油和煤不同，它燃燒后不產(chǎn)生對環(huán)境有害的物質(zhì)，因面光解水制氫的研究受到廣泛的關(guān)注?？茖W家們試圖尋找高效低耗的途徑來捕獲太陽能分解水產(chǎn)生氫氣。從太陽能利用的角度而言，光催化分解水制氨利用的是太陽能中的光能，因此在光解水過程中應(yīng)首先考慮盡可能多地利用太陽能波長中的可見光部分，這就要求催化劑在可見光區(qū)有吸收。光誘導電子轉(zhuǎn)移產(chǎn)生了一個高能的離子對，隨后使水分解生成氫氣和氧氣。
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