有機-無機材料界面での協奏的反応による原子スケール表面構造制御技術の新提案

2.45 GHzマイクロ波電場印加により金属酸化物－有機高分子表面界面で誘起する協奏反応において、反応速度に影響を及ぼす可能性の高い因子（反応温度、原料混合比）を変化させ、合成物質構造へ与える効果を調査した。、また、Tiと異なる電気陰性度を有する遷移金属種の酸化物である酸化タングステン (WO3) 及び酸化モリブデン (MoO3) を原料粉体として選定した。本合成では、高いマイクロ波選択加熱性を得るため、炭素源として比較的高い誘電正接を持つポリメタクリル酸メチル（PMMA）を用いている。PMMAを酸化物に混合することでマイクロ波印加により速やかに温度上昇が見られ、400℃以上では高分子熱分解が激しく進むことでガス発生が顕著となり、青緑色プラズマ発光が観察された。以上から、CO2及び揮発性炭化水素系化合物を含む分子生成が示唆された。（合成実験はAr雰囲気で実施。Arプラズマ発光色は赤紫。）TiO2系と同様、バルク結晶構造に変化を与えることなくカーボンとの複合化に成功した。また、PMMA混合比を増加させることでカーボンの結晶性が変化した。さらに、PMMA混合比が高い条件下では、酸化物のバルク内欠陥に起因する強いESRシグナルが確認され、複合化後にキャパシタンス増加及び1桁オーダーのインピーダンス減少が見られることが電気化学測定により明らかとなった。メチルオレンジの光分解反応において、可視光照射下では不活性な酸化物種であっても、複合粒子は2桁以上高い光触媒反応速度を示した。また、酸化物:PMMA体積混合比が2:1となる場合に活性は極大となり、混合比がそれ以上高くなると活性が低下する傾向にあった。複合構造形成による電荷分離促進が活性向上に寄与する一方、過剰量の炭素源存在によるバルク内欠陥増加により再結合中心として働く点や、カーボンシェル厚増加により酸化物の光吸収が阻害される点が活性低下の要因の１つとなると考えられる。

2.45 GHzマイクロ波電場印加により金属酸化物－有機高分子表面界面で誘起する協奏反応において、反応速度に影響を及ぼす可能性の高い因子（反応温度、原料混合比）を変化させ、合成物質構造へ与える効果を調査した。、また、Tiと異なる電気陰性度を有する遷移金属種の酸化物である酸化タングステン (WO3) 及び酸化モリブデン (MoO3) を原料粉体として選定した。本合成では、高いマイクロ波選択加熱性を得るため、炭素源として比較的高い誘電正接を持つポリメタクリル酸メチル（PMMA）を用いている。PMMAを酸化物に混合することでマイクロ波印加により速やかに温度上昇が見られ、400℃以上では高分子熱分解が激しく進むことでガス発生が顕著となり、青緑色プラズマ発光が観察された。以上から、CO2及び揮発性炭化水素系化合物を含む分子生成が示唆された。（合成実験はAr雰囲気で実施。Arプラズマ発光色は赤紫。）TiO2系と同様、バルク結晶構造に変化を与えることなくカーボンとの複合化に成功した。また、PMMA混合比を増加させることでカーボンの結晶性が変化した。さらに、PMMA混合比が高い条件下では、酸化物のバルク内欠陥に起因する強いESRシグナルが確認され、複合化後にキャパシタンス増加及び1桁オーダーのインピーダンス減少が見られることが電気化学測定により明らかとなった。メチルオレンジの光分解反応において、可視光照射下では不活性な酸化物種であっても、複合粒子は2桁以上高い光触媒反応速度を示した。また、酸化物:PMMA体積混合比が2:1となる場合に活性は極大となり、混合比がそれ以上高くなると活性が低下する傾向にあった。複合構造形成による電荷分離促進が活性向上に寄与する一方、過剰量の炭素源存在によるバルク内欠陥増加により再結合中心として働く点や、カーボンシェル厚増加により酸化物の光吸収が阻害される点が活性低下の要因の１つとなると考えられる。