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Elucidation of photo-functional property of oxyhydroxide and application development to environmental purification and energy generation

羟基氧化物光功能特性的阐明及其在环境净化和能源生产中的应用开发

基本信息

批准号：
21H01657
负责人：
勝又健一
金额：
$ 10.82万
依托单位：
Tokyo University of Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

常圧・常温・空気雰囲気・印加電圧無しの条件下において、鉄錆の一種であるオキシ水酸化鉄が光照射下においてメタノール等の有機物を電子源として水から水素を取り出せることがわかった。しかし、詳細な機構解明には至っていない。本研究では、低環境負荷の温和な条件下で合成可能なオキシ水酸化物の新しい光機能性に着目し、その機構を解明することで、環境浄化（廃液浄化）とエネルギー生成（水素生成）を兼ね備えた材料開発を目的とする。2022年度は、オキシ水酸化鉄を利用した液相中における有機物分解について調査を行った。メタノール水溶液中でオキシ水酸化鉄に光照射すると過酸化水素を生成できたという結果を得たが、その量は少なく多くの過酸化水素を作り出せる方法と組み合わせることで、効率的に液相中の有機物を分解できると考え、バナジン酸ビスマスを過酸化水素生成光触媒として加えた。模擬有機物としてメチレンブルー色素を選択し、その脱色度合いから有機物分解活性を調査した。オキシ水酸化鉄、バナジン酸ビスマス、その二つの混合物、全てにおいて水溶液の色が青から透明へと変化したことから、溶液中のメチレンブルー濃度は減少した。しかし、オキシ水酸化鉄とバナジン酸ビスマスの単体では、それぞれの粉末が青く着色しており、濃度減少のほとんどは粒子表面への吸着によるものだと考えられた。一方、オキシ水酸化鉄とバナジン酸ビスマスを組み合わせたものでは、粉末の色味は元と変わらなかったことから水溶液中のメチレンブルーを分解した。以上から、オキシ水酸化鉄と過酸化水素生成光触媒を組み合わせることで、溶液中の有機物を効率よく分解できることが分かった。

Often 圧, normal temperature, empty 気雰囲気, Inca electric 圧 no しの conditions において objects, iron Qiang の a であるオキシ water acidification iron objects が under light においてメタノールの organic compounds such as を electronic source として water から water element を take り out せることがわかった. <s:1> な, detailed な institution description にに to ってななな. This study では, low environmental load under the condition of moderate のなで synthesis can なオキシ water acidification の new しい optical functional に mesh し, その institutions を interpret することで, environmental incorporated (廃 liquid) at とエネルギー generated (water element) and をね prepared えた materials open 発を purpose とする. In 2022, the <s:1>, キシ, キシ acidification of water, iron を, and the investigation on the decomposition of における organic matter in the <s:1> た liquid phase, に, を, て, て and て were conducted. メタノール in aqueous solution, でオキシ water acidification iron objects に light すると water acidification passes を SRBC できたという results たをが, その fewer はなくく more acidic water that is の element を as り out せる approach と group みわせることで, sharper rate に liquid のを organic matter decomposition できるとえ test, バナジン acid ビスマスを acidification of water element to generate light catalyst Youdaoplaceholder0 て plus えた. Simulate organic としてメチレンブルー pigment を sentaku し, その decoloring degree or いからを organic matter decomposition activity survey した. オキシ water acidification iron objects, バナジン acid ビスマス, その two つの mixture, whole てにおいて aqueous の color が green から transparent へと variations change したことから, solution のメチレンブルー concentration は reduce した. しかし, オキシ water acidification iron objects とバナジン acid ビスマスの単 body では, それぞれの powder が green く coloring しており, concentration, reduce のほとんどは particle surface への sorption によるものだと exam えられた. One party, オキシ water acidification iron objects とバナジン acid ビスマスを group み close わせたものでは, powder の color は yuan と - わらなかったことから in aqueous solution, のメチレンブルーを decomposition した. Objects above から, オキシ water acidification iron water acidification passes と element generated photocatalytic を group み close わせることで, の organic compounds in the solution を sharper rate よく decomposition できることが points かった.