Biblioteka Czasopisma Webmail
 
 
 
KONWERSATORIUM
Instytutu Fizyki PAN
 
 


Odbywające się od 1977 roku Konwersatorium Instytutu Fizyki Polskiej Akademii Nauk poświęcone jest prezentacji i dyskusji problemów ze wszystkich działów fizyki, a także najciekawszych lub najważniejszych problemów, zagadnień i osiągnięć w pokrewnych naukach przyrodniczych (głównie astronomii, chemii, biofizyce czy biologii, ale nie tylko). Wykładowcami na Konwersatorium są przede wszystkim uczeni krajowi i zagraniczni o ustalonej renomie, ale jego trybuna jest otwarta również dla mniej jeszcze znanych, ale mogących pochwalić się już własnym dorobkiem naukowym, fizyków. Odbywa się ono raz w miesiącu, w okresie od września do czerwca, z reguły w ostatni (lub przedostatni) wtorek miesiąca w Audytorium Instytutu Fizyki PAN w Warszawie.

Konwersatorium organizowane jest przez Komisję ds. Konwersatorium w składzie:
Przewodniczący: prof. dr hab. Leszek Sirko
  prof. dr hab. Marek Cieplak
  prof. dr hab. Roman Puźniak
  prof. dr hab. Andrzej Sobolewski
  prof. dr hab. Tomasz Story
  dr hab. Łukasz Cywiński, prof. IF PAN


Wcześniejsze Konwersatoria




ZAWIADOMIENIE O NAJBLIŻSZYM KONWERSATORIUM ORGANIZOWANYM PRZEZ INSTYTUT FIZYKI PAN


Uprzejmie zawiadamiamy, że w dniu 23 października 2018 roku (wtorek) o godzinie 1515 w Instytucie Fizyki PAN, w Audytorium im. L. Sosnowskiego (Warszawa, Al. Lotników 32/46) odbędzie się Konwersatorium Instytutu Fizyki PAN, na którym:

Prof. Wolfgang Domcke

z Department of Chemistry, Technical University of Munich, Garching, Germany, wygłosi referat pt.:


Mechanistic aspects of solar energy harvesting with organic heterocycless

Serdecznie zapraszamy do wzięcia udziału w Konwersatorium i prosimy o powiadomienie innych zainteresowanych osób. Przed konwersatorium, o 14:45, uczestników Konwersatorium zapraszamy na kawę, herbatę i ciastka.

  Komisja ds. Konwersatorium



Streszczenie wykładu


      Recently, so-called graphitic carbon nitride (g-C3N4) materials consisting of heptazine (tri-s-triazine) building blocks and N-heterocyclic covalent organic frameworks (COFs) emerged as a new class of photocatalytic materials capable of evolving H2 from water. Readily synthesized from cheap and earth-abundant precursors and intrinsically photostable, these materials have received immense attention. Numerous studies cataloged gains in H2 evolution by altering surface area, adding defects or dopants and tuning aromatic groups. However, the fundamental mechanisms of the photocatalytic activity for water splitting remain largely enigmatic. The inherent chemical and structural ambiguity of these polymeric materials results in numerous possible catalytic sites and reactive states and renders an accurate theoretical description of the photocatalytic processes challenging.
Throughout the current literature, the mechanism of hydrogen evolution with carbon nitrides and N-heterocyclic COFs is interpreted in terms of paradigms developed for photoelectrochemical water splitting with semiconducting transition-metal oxides, that is, exciton formation, followed by exciton dissociation, separation of charge carriers and finally reaction of electrons and holes with water molecules at solid-liquid interfaces. However, there are a number of experimental observations which call the transfer of the traditional mechanistic picture of photocatalytic water splitting to polymeric carbon nitride materials into question. In particular, exciton binding energies and polaron stabilization energies are large in these molecular materials, which results in substantial energy losses of charge carriers. Recent experimental results indeed suggest that the photocatalytic activity may be localized at single molecular units of the polymeric materials and may be governed by local molecular photochemical reactions.
Computational studies to be discussed in this talk led to the emergence of an alternative paradigm of water oxidation and hydrogen evolution with aromatic N-heterocycles. This alternative paradigm is based on novel insights into the specific photochemistry of N-heterocycles in hydrogen-bonded complexes with water. The computational results provide evidence that N-heterocycles, when photoexcited to low-lying 1ππ* or 1* electronic states, can abstract a hydrogen atom from water molecules via a so-called proton-coupled electron transfer (PCET) reaction. By the absorption of a second photon, the excess hydrogen atom can be photodetached from the N-hydrogenated radical via a fast (nonstatistical) photodissociation reaction. The latter process regenerates the chromophore and thus closes the catalytic cycle. Overall, a water molecule is decomposed into H and OH radicals by two simple sequential photochemical reactions. The mechanistic details of this alternative concept of solar water splitting are illustrated by the discussion of excited-state minimum-energy paths for electron/proton transfer reactions, conical intersections and reaction barriers for selected hydrogen-bonded chromophore-water clusters, employing state-of-the-art ab initio electronic-structure computational methods. It is shown that heptazine is a molecule with truly unique properties for water oxidation. Perspectives for systematic improvements of the efficiency of N-heterocyclic water-splitting photocatalysts by orders of magnitude are discussed.






 
Adres:     al. Lotników 32/46, 02-668 Warszawa
Tel.:   (+48 22) 843 70 01 NIP:  525-000-92-75
Fax.:  (+48 22) 843 09 26 REGON:  000326061