金属イオンの複数の原子価状態の制御による金属酸化物光触媒の新奇高活性化手法の確立

申請者は、これまで、酸化チタンにドープする金属イオンの原子価状態制御法を独自に編み出し、難分解性有機物の分解に対して高活性な光触媒粉末を独自に開発してきた。近年懸念されているエネルギー不足やSDGs達成に向けて、今年度(2022年度)は、これまで独自に開発してきた手法をさらに改良し、水素発生に対して高活性な光触媒の開発に注力した。申請者が独自に開発してきたゾルーゲル法でPtイオンをドープした透明な酸化チタンゾルを調整後、紫外光を照射することで、ドープしたPt(II)やPt(IV)イオンを還元することで、Pt(0)まで還元された状態を含有する酸化チタンゾルを合成した。このゾルは、Pt(0)まで還元されているにも関わらず、沈殿が確認されず、安定な分散状態を保っていた。さらに、このPt(0)を含有する酸化チタンゾルを用いて、犠牲剤としてメタノールを共存させた状態で、紫外光を照射すると、水素の生成速度は約90-100μmol/hを示した。これは、市販のTiO2粉末にPtを光析出させた光触媒に匹敵する活性であった。したがって、本研究で合成したTiO2ゾルは、焼結を行わなくても有用な光触媒であることが新しく分かった。

申請者は、これまで、酸化チタンにドープする金属イオンの原子価状態制御法を独自に編み出し、難分解性有機物の分解に対して高活性な光触媒粉末を独自に開発してきた。近年懸念されているエネルギー不足やSDGs達成に向けて、今年度(2022年度)は、これまで独自に開発してきた手法をさらに改良し、水素発生に対して高活性な光触媒の開発に注力した。申請者が独自に開発してきたゾルーゲル法でPtイオンをドープした透明な酸化チタンゾルを調整後、紫外光を照射することで、ドープしたPt(II)やPt(IV)イオンを還元することで、Pt(0)まで還元された状態を含有する酸化チタンゾルを合成した。このゾルは、Pt(0)まで還元されているにも関わらず、沈殿が確認されず、安定な分散状態を保っていた。さらに、このPt(0)を含有する酸化チタンゾルを用いて、犠牲剤としてメタノールを共存させた状態で、紫外光を照射すると、水素の生成速度は約90-100μmol/hを示した。これは、市販のTiO2粉末にPtを光析出させた光触媒に匹敵する活性であった。したがって、本研究で合成したTiO2ゾルは、焼結を行わなくても有用な光触媒であることが新しく分かった。