固体窒素源を用いた高速物質探索を軸とする新規酸窒化物光触媒の創生

以使用固体氮源的高速材料搜索为中心创建新型氮氧化物光催化剂

• 批准号: 20K15029
• 负责人: 植田 紘一郎
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Gakushuin University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K15029/
• 关键词: 固体窒素源; 酸窒化物; 光触媒; 無機合成; 物質探索; 水分解光触媒

本研究課題「固体窒素源を用いた高速物質探索を軸とする新規酸窒化物光触媒の創生」では、申請者が独自開発した窒化方法を利用し、高速でミクロスケールの酸窒化物探索をおこない、新規の酸窒化物光触媒の発見を目指すものである。具体的には、各種溶液法で調製した種々の酸化物前駆体粉末について、固体窒素源を用いて窒化処理し、①新たな酸窒化物を合成すること②得られた酸窒化物の結晶構造・電子状態密度を明らかにすること③光触媒特性を明らかにすることを目的としている。本年度は、前年度に引き続き、タンタル（Ta）、ニオブ（Nb）を主構成元素とした酸窒化物合成を検討した。Ta系の化合物について、新規の化合物を得ることには成功していないものの、これまでに報告されている物質について、より簡便に合成することが可能になった。また、いくつかの多形の存在が知られているTaONについて、本手法による窒化でも選択的に多形の作り分けが可能であることを確認した。本手法で得られる酸窒化物は、表面が有機残差で覆われているため、光触媒反応を検討する際にはアニール処理が必要であることもわかった。Nb系化合物についても新規物質の発見には至らず、既存の物質および既存物質の固溶体を合成するに留まっている。ただし、Ta系化合物以上に多くの物質について、選択的に合成可能であることを確認している。また、前年と同様に、光触媒以外への応用可能な物質への展開にも成功している。

This research topic "high speed substance exploration axis for solid phase source application and new generation of acid phase compound photocatalyst" aims to develop a new generation method for acid phase compound application and new generation of acid phase compound photocatalyst. The specific preparation methods include: preparation of acid precursor powder by various solution methods; chemical treatment of solid phase source; synthesis of new acid precursor; crystal structure and electronic state density of acid precursor obtained by various solution methods; and characteristics of photocatalyst obtained by various solution methods. In this year and the previous year, we conducted research on the synthesis of acid compounds containing the main constituent elements of, TANTANTARL (Ta), and (Nb). Ta series compounds are successfully synthesized and new compounds are successfully synthesized. This method is used to determine the existence of the multi-form of the selected multi-form. This method is necessary for the treatment of acid compounds and organic residues on the surface. Nb-based compounds are used for the discovery of new substances, the synthesis of existing substances and solid solutions of existing substances The synthesis of Ta series compounds is possible due to the existence of many substances and the selection of Ta series compounds. In the same way, the development of photocatalysts with other possible substances was successful.

项目成果

酸化物および複合アニオン化合物の合成手法開拓と高機能化

开发合成方法并改进氧化物和复杂阴离子化合物的功能

• 发表时间: 2022
• 作者: 大江 耕介;関 岳人;吉田 要;河野 祐二;幾原 雄一;柴田 直哉;植田紘一郎
• 通讯作者: 植田紘一郎

TaON多形の合成、光触媒特性および光電気化学特性

TaON多晶型物的合成、光催化及光电化学性能

• 发表时间: 2020
• 作者: 植田紘一郎;稲熊宜之;勝又健一
• 通讯作者: 勝又健一