光电子跳跃转移和能量传递和光诱导电子转移的应用

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光电子跳跃转移和能量传递和光诱导电子转移的应用

化学先生 / 2019-08-29

给体与受体之间可以在溶剂参与下(并非必要条件) 实现电子越过多个分子后的转移这是一种长距离的电荷转移机制。

能量传递和光诱导电子转移的应用：

1.模拟光合作用

自然界的光合作用过程能够非常高效地转化和存储太阳光能量。光合作用中最重要的光能转换过程是通过原初反应和电荷稳定过程实现的。原初反应电荷分离产生商化学活性的正、负离子自由基，分别推动一系列电子转移的氧化还原反应。因此原初电荷分离过程是光系统实现光能转换为化学能的关键。大量的模拟工作都是围绕光合作用反应中心的电荷分离过程，试图在人工模拟体系中得到长寿命的电荷分离态.

2.太阳能电池

太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。以光电效应工作的海膜式太阳能电池为主流，而以光化学效应原理工作的太阳能电池则还处于实验室阶段。太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴电子对。在p-n结电场的作用下，空穴由n区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。

3.光催化分解水制氢

氢气是一种非常清洁的替代能源。与不可再生能源石油和煤不同，它燃烧后不产生对环境有害的物质，因面光解水制氢的研究受到广泛的关注。科学家们试图寻找高效低耗的途径来捕获太阳能分解水产生氢气。从太阳能利用的角度而言，光催化分解水制氨利用的是太阳能中的光能，因此在光解水过程中应首先考虑尽可能多地利用太阳能波长中的可见光部分，这就要求催化剂在可见光区有吸收。光诱导电子转移产生了一个高能的离子对，随后使水分解生成氢气和氧气。

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