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Edge-on and face-on functionalized Pc on enriched semiconducting SWCNT hybrids†
Nanoscale ( IF 5.8 ) Pub Date : 2018-02-16 00:00:00 , DOI: 10.1039/c8nr00262b Luis M. Arellano 1, 2, 3, 4, 5 , Luis Martín-Gomis 5, 6, 7, 8, 9 , Habtom B. Gobeze 10, 11, 12, 13 , Desiré Molina 5, 6, 7, 8, 9 , Cristina Hermosa 1, 2, 3, 4, 5 , María J. Gómez-Escalonilla 1, 2, 3, 4, 5 , José Luis G. Fierro 5, 14, 15, 16, 17 , Ángela Sastre-Santos 5, 6, 7, 8, 9 , Francis D'Souza 10, 11, 12, 13 , Fernando Langa 1, 2, 3, 4, 5
Nanoscale ( IF 5.8 ) Pub Date : 2018-02-16 00:00:00 , DOI: 10.1039/c8nr00262b Luis M. Arellano 1, 2, 3, 4, 5 , Luis Martín-Gomis 5, 6, 7, 8, 9 , Habtom B. Gobeze 10, 11, 12, 13 , Desiré Molina 5, 6, 7, 8, 9 , Cristina Hermosa 1, 2, 3, 4, 5 , María J. Gómez-Escalonilla 1, 2, 3, 4, 5 , José Luis G. Fierro 5, 14, 15, 16, 17 , Ángela Sastre-Santos 5, 6, 7, 8, 9 , Francis D'Souza 10, 11, 12, 13 , Fernando Langa 1, 2, 3, 4, 5
Affiliation
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Enriched semiconducting single-walled carbon nanotubes (SWCNT (6,5) and SWCNT (7,6)) and HiPco nanotubes were covalently functionalized with either zinc phthalocyanine or silicon phthalocyanine as electron donors. The synthetic strategy resulted in edge-on and face-on geometries with respect to the phthalocyanine geometry, with both phthalocyanines held by an electronically conducting diphenylacetylene linker. The extent of functionalization in the MPc-SWCNT (M = Zn or Si) donor–acceptor nanohybrids was determined by systematic studies involving AFM, TGA, XPS, optical and Raman techniques. Intramolecular interactions in MPc-SWCNT nanohybrids were probed by studies involving optical absorbance, Raman, luminescence and electrochemical studies. Different degrees of interactions were observed depending on the type of MPc and mode of attachment. Substantial quenching of MPc fluorescence in these hybrids was observed from steady-state and three-dimensional fluorescence mapping, which suggests the occurrence of excited state events. Evidence for the occurrence of excited state charge transfer type interactions was subsequently secured from femtosecond transient absorption studies covering both the visible and near-infrared regions. Furthermore, electron-pooling experiments performed in the presence of a sacrificial electron donor and a second electron acceptor revealed accumulation of one-electron reduced product upon continuous irradiation of the nanohybrids. In such experiments, the ZnPc-SWCNT (6,5) nanohybrid outperformed other nanohybrids and this suggests that this is a superior donor–acceptor system for photocatalytic applications.
中文翻译：
富含半导体的SWCNT杂化材料上的边缘和面对面功能化的PC †
用锌酞菁或硅酞菁作为电子供体将富集的半导体单壁碳纳米管（SWCNT（6,5）和SWCNT（7,6））和HiPco纳米管共价官能化。合成的战略，导致边缘上和面的相对于酞菁几何形状的几何形状，两个酞菁都由导电的二苯基乙炔连接基保持。通过涉及AFM，TGA，XPS，光学和拉曼技术的系统研究确定了MPc-SWCNT（M = Zn或Si）供体-受体纳米杂化物中的功能化程度。通过涉及光吸收，拉曼，发光和电化学研究的研究，探索了MPc-SWCNT纳米杂化物中的分子内相互作用。观察到不同程度的相互作用，具体取决于MPc的类型和附着方式。从稳态和三维荧光作图观察到这些杂种中MPc荧光的大量淬灭，这表明发生了激发态事件。随后从飞秒瞬态吸收研究中获得了涵盖可见光和近红外区域的激发态电荷转移型相互作用发生的证据。此外，在牺牲电子供体和第二电子受体的存在下进行的电子池实验表明，在纳米杂化体的连续照射下，单电子还原产物的积累。在此类实验中，ZnPc-SWCNT（6,5）纳米杂化物的表现优于其他纳米杂化物，这表明这是光催化应用中优异的供体-受体体系。在牺牲电子供体和第二电子受体的存在下进行的电子池实验表明，在纳米杂化体的连续照射下，单电子还原产物的积累。在此类实验中，ZnPc-SWCNT（6,5）纳米杂化物的表现优于其他纳米杂化物，这表明这是光催化应用中优异的供体-受体体系。在牺牲电子供体和第二电子受体的存在下进行的电子池实验表明，在纳米杂化体的连续照射下，单电子还原产物的积累。在此类实验中，ZnPc-SWCNT（6,5）纳米杂化物的表现优于其他纳米杂化物，这表明这是光催化应用中优异的供体-受体体系。
更新日期：2018-02-16
中文翻译：
富含半导体的SWCNT杂化材料上的边缘和面对面功能化的PC †
用锌酞菁或硅酞菁作为电子供体将富集的半导体单壁碳纳米管（SWCNT（6,5）和SWCNT（7,6））和HiPco纳米管共价官能化。合成的战略，导致边缘上和面的相对于酞菁几何形状的几何形状，两个酞菁都由导电的二苯基乙炔连接基保持。通过涉及AFM，TGA，XPS，光学和拉曼技术的系统研究确定了MPc-SWCNT（M = Zn或Si）供体-受体纳米杂化物中的功能化程度。通过涉及光吸收，拉曼，发光和电化学研究的研究，探索了MPc-SWCNT纳米杂化物中的分子内相互作用。观察到不同程度的相互作用，具体取决于MPc的类型和附着方式。从稳态和三维荧光作图观察到这些杂种中MPc荧光的大量淬灭，这表明发生了激发态事件。随后从飞秒瞬态吸收研究中获得了涵盖可见光和近红外区域的激发态电荷转移型相互作用发生的证据。此外，在牺牲电子供体和第二电子受体的存在下进行的电子池实验表明，在纳米杂化体的连续照射下，单电子还原产物的积累。在此类实验中，ZnPc-SWCNT（6,5）纳米杂化物的表现优于其他纳米杂化物，这表明这是光催化应用中优异的供体-受体体系。在牺牲电子供体和第二电子受体的存在下进行的电子池实验表明，在纳米杂化体的连续照射下，单电子还原产物的积累。在此类实验中，ZnPc-SWCNT（6,5）纳米杂化物的表现优于其他纳米杂化物，这表明这是光催化应用中优异的供体-受体体系。在牺牲电子供体和第二电子受体的存在下进行的电子池实验表明，在纳米杂化体的连续照射下，单电子还原产物的积累。在此类实验中，ZnPc-SWCNT（6,5）纳米杂化物的表现优于其他纳米杂化物，这表明这是光催化应用中优异的供体-受体体系。
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