二重加速効果を付与した銅プラズモニック光触媒の創製と近赤外物質変換反応

具有双重加速效应和近红外物质转化反应的铜等离子体光催化剂的研制

基本信息

批准号：
20J22342
负责人：
不動愛理
金额：
$ 1.98万
依托单位：
Kindai University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

今年度は，プラズモニック光触媒の機能化および金（Au）粒子の助触媒特性に関する新たな知見を得た．1.Ta2O5をAuナノ粒子の支持体として用い，新しい光アノードを構築した．析出沈殿法で調製したAu/Ta2O5粉末をスキージ法によりFTOガラス上に固定し，Au/Ta2O5/FTO電極を作製した．Au/Ta2O5/FTO電極を光アノードに用い，0.8 V vs. RHEの定電位下，400 nm以上の可視光を照射すると，水素と酸素が2：1の割合で生成することを確認した．比較的卑な伝導帯電位を有するTa2O5をAuプラズモニック光触媒の支持体として用いたことで，表面プラズモン共鳴によって生成した電子は高い電位を維持したまま対極に移動し，そこでプロトン（H+）の還元反応が効率的に進行した．これにより，小さな外部バイアス下で水分解反応を進行させることに成功した．2.また，Auプラズモニック光触媒の特性評価をする中で，アルデヒド（ベンズアルデヒド（BAD））と第1級アミン（アニリン（AN））を原料とする第2級アミン（N-フェニルベンジルアミン（PBA））の生成反応に対して，Au粒子がTiO2の助触媒として優れた性能を示すことを見いだした．助触媒の検討から，Auを用いた場合に高収率でPBAが得られることがわかった．本反応は2段階反応で構成される．第1段階ではTiO2の酸触媒特性を利用してBADとANからベンジリデンアニリン（BAN）を生成した．そして第2段階では，TiO2の光触媒作用とAuの助触媒特性を利用し，光照射下で生成した電子とアルコールを酸化することで生成したH+から，Au上に活性水素種を形成させ，BANを水素化することでPBAを生成することを見いだした．以上の研究によって，Auナノ粒子を構成要素とする光触媒系の新たな特性を見いだすことができた．

今年，我们获得了有关等离子光催化剂的功能化和金（AU）颗粒的共催化特性的新知识。 1。使用TA2O5作为对Au纳米颗粒的支持，构建了一个新的光阳极。通过降水法制备的AU/TA2O5粉末通过Squeegee方法固定在FTO玻璃上，以制备AU/TA2O5/FTO电极。人们证实，当Au/ta2o5/fto电极用作光阳极并以400 nm或更多的可见光在0.8 V与RHE的恒定电势下，以400 nm或更高的光照射，以2：1的比率产生氢和氧。通过使用具有相对较低导电电位的TA2O5作为对AU等离子光催化剂的支持，表面等离子体共振产生的电子移至柜台电极，同时保持高电位，从而有效地进行了质子的还原反应（H+）。这成功允许在小的外部偏见下进行水分分解反应。 2。此外，在评估Au等离子光催化剂时，我们发现Au颗粒在醛（苯甲醛（BAD））和二胺（苯胺（ANILINE（AN））的形成反应中，Au颗粒在Tio2 cocatalyss中表现出极好的性能，使用二级胺（N-苯胺）（N-苯胺）（N-苯基苯甲酰苯甲酰苯甲酰胺（PBA））表现出了出色的性能。从研究肠系统细胞的研究中，发现使用AU时可以高产量获得PBA。该反应包括两个阶段。在第一阶段，苄基丁基氨基（BAN）是由BAD和使用TiO2的酸催化特性产生的。在第二阶段，我们发现活性氢物质是由H+的AU形成的，H+是通过在光照射下产生的氧化电子和醇产生的，PBA是通过氢化禁令产生的。通过上述研究，发现了由AU纳米颗粒组成的光催化系统的新特性。