光殺菌を指向したＬＥＤ照明応答型Ｂｉ系/Ｆｅ系酸化物ヘテロ接合型光触媒の創製

本研究では、高い酸化活性を有するBi系酸化物と高い還元電位を有するFe系酸化物をヘテロ接合することでZスキーム型光触媒を構成し、LED照射下で高い光殺菌活性を示す光触媒を開発するものである。具体的には、①Bi系酸化物のバンド構造制御と微細構造制御、②Fe系酸化物のナノ粒子化と微細構造制御、③Bi/Feヘテロ接合型光触媒による光触媒活性および光殺菌試験の実施である。令和４年度では、白色LED光源のメイン波長(465nm)を吸収する化合物として、パイロクロア型Bi2Ce2O7(BCO)系複合酸化物の合成及び吸収強度の向上に重点をおいて実施した。BCO系酸化物は、黄色性を示すだけでなく、有機化合物を酸化分解する光触媒として検討されている化合物である。この複合酸化物に異種元素（V, Ca, La元素）を添加することで、メイン波長の吸収強度の向上を目的とした。UV-vis測定から、BCOの光学的バンドギャップは、未添加、V単独添加、VとCa共添加、VとLa共添加ではそれぞれ2.41、2.54、2.57、2.53、2.58eVであった。L*a*b*表色系における色度座標の結果から、V単独添加系は未添加の試料よりもb*値が高く、VとCa及びVとLaの共添加系は添加量が多いほどb*値も高くなった。

本研究では、高い酸化活性を有するBi系酸化物と高い還元電位を有するFe系酸化物をヘテロ接合することでZスキーム型光触媒を構成し、LED照射下で高い光殺菌活性を示す光触媒を開発するものである。具体的には、①Bi系酸化物のバンド構造制御と微細構造制御、②Fe系酸化物のナノ粒子化と微細構造制御、③Bi/Feヘテロ接合型光触媒による光触媒活性および光殺菌試験の実施である。令和４年度では、白色LED光源のメイン波長(465nm)を吸収する化合物として、パイロクロア型Bi2Ce2O7(BCO)系複合酸化物の合成及び吸収強度の向上に重点をおいて実施した。BCO系酸化物は、黄色性を示すだけでなく、有機化合物を酸化分解する光触媒として検討されている化合物である。この複合酸化物に異種元素（V, Ca, La元素）を添加することで、メイン波長の吸収強度の向上を目的とした。UV-vis測定から、BCOの光学的バンドギャップは、未添加、V単独添加、VとCa共添加、VとLa共添加ではそれぞれ2.41、2.54、2.57、2.53、2.58eVであった。L*a*b*表色系における色度座標の結果から、V単独添加系は未添加の試料よりもb*値が高く、VとCa及びVとLaの共添加系は添加量が多いほどb*値も高くなった。