用戶之聲丨光催化水氧化過程的分解機理研究
韓國西江大學Kyung Byung Yoon教授
島津拜訪了韓國西江大學的Kyung Byung Yoon教授。他是人工合成領域的頂尖研究人員之一。Yoon團隊曾在《Science》上報道了一種不怕水的CO2捕獲新材料，為低成本捕獲CO2并再利用研究提供了方向。他的實驗室配備許多分析儀器，包括Tracera GC-BID系統和QYM-01光反應量子產率評價系統*，QYM-01系統可實現對吸收光子準確而快速的定量測量。
* QYM-01 為島津今年6月剛發布的Lightway PQY-01光反應評價系統的前序機型。
Q 請介紹一下您的研究內容。
這個廣泛用于均相光催化水氧化過程的系統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，因為RuⅡ(bpy)32+會發生非常快速的分解，導致在所有S2O82?消耗完之前，反應過程就停止，所以該系統還遠不夠理想。就這一點而言，如果能研究清楚RuⅡ(bpy)32+的分解途徑和產物，就可以設計出更高效的光催化水氧化系統。
我們發現，在光-RuⅡ(bpy)32+-S2O82?系統中存在兩種RuⅡ(bpy)32+分解途徑。第一種是通過黑暗環境中，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，并且光激發的RuⅢ(bpy)33+與S2O82?反應生成一種中間體。當中間體濃度較低時，中間體分解為催化活性的釕μ-氧代二聚體，當中間體濃度較高時，中間體分解為催化惰性的寡聚釕μ-氧代物。光誘導分解途徑是主要途徑。當RuⅡ(bpy)32+濃度較低時，即使在沒有任何添加催化劑的情況下，光-RuⅡ(bpy)32+-S2O82?系統也會通過類似在黑暗中生成氧氣的途徑產生氧氣。當RuⅡ(bpy)32+濃度較高時，由于光誘導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，因此系統中不會生成氧氣。
Q “QYM-01”和“Tracera（GC+BID檢測器）”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間內獲得紫外-可見光譜。這使我們能夠監測光反應過程中物質的反應速度有多快。QYM-01還可以測量光敏劑吸收的光子數量。當我們檢測到產物時，通過繪制吸收光子數量與生成產物的關系曲線來計算反應的量子產率。Tracera可高效檢測液體產物，檢測靈敏度較高。幾乎檢測到了柱內所有物質。
Q 您認為“QYM-01”和“Tracera（GC+BID檢測器）”有哪些優點？
我們可以在光解過程中獲得紫外-可見光譜，無需改變任何其他反應系統。我們可以測量我們正在使用的激發光的功率，這就是QYM-01的優點。至于Tracera，檢出限很好。
Q 請告訴我們您對“島津”的印象。
你們提供前所未有的產品和優質服務。
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教授對我們儀器和我們公司的看法。我們必須努力，爭取越來越好。也非常感謝Yoon教授接受島津的采訪！
關于采訪的評論
采訪之后，Yoon教授說：“雖然QYM-01還有一些地方有待改進，但是島津擁有QYM-01等前所未有的獨特性創新技術，這令我印象深刻，我也期待這些技術的未來發展。”
