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準安定相を有する新規高活性水分解光触媒の創製

具有亚稳态相的新型高活性水分解光催化剂的创建

基本信息

批准号：
22K14770
负责人：
山口友一
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Tokyo University of Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14770/
关键词：
光触媒水分解準安定相急冷処理人工光合成可視光

项目摘要

半導体光触媒を用いた水分解によるソーラー水素製造は，資源・エネルギー・環境問題を解決するための重要な研究課題である。本技術の実用化のためには，高活性な水分解光触媒の開発が求められている。光触媒の高活性化には，「バンドギャップの狭窄化」および「光励起キャリヤの再結合の抑制」が不可欠である。申請者は，光触媒の結晶構造の歪みの解消がこれらの要素に対して優位に働く可能性があることに着目した。歪みの少ない準安定相を有する新規水分解光触媒を開発し，水分解の高活性化を目指すことが本研究の目的である。当該年度では，モデル光触媒として，ペロブスカイト型の結晶構造を有するNaTaO3およびAgTaO3を用いた。これらの酸化物は高温下でCubic相を有することが報告されている。そこで，Cubic相を有するNaTaO3およびAgTaO3光触媒を合成することを目指した。固相合成後の両サンプルを高温下の電気炉から取り出し，直ちに液体窒素下で急冷処理を施した。AgTaO3において，高温下の電気炉から取り出した粉末の色を確認したところ，色が黄色に変化していたが，液体窒素下で冷やした後の粉末の色は紫色を呈していた。これはAgナノ粒子が粒子表面上に析出したためだと考えられる。そして，そのX線回折パターンを調べたところ，AgTaO3において，歪み由来の分裂したピークが一つのピークに近づいていることを確認した。しかしながら現状，完全なCubic相のAgTaO3は得られてない。本研究の目的を達成するためには，更なるストラテジーが必要である。

Semiconductor photocatalyst is an important research topic for solving water decomposition problems. The application of this technology is aimed at the development of high activity water decomposition photocatalyst. The high activity of photocatalyst is opposite to "narrowing of photoexcitation" and "inhibition of recombination of photoexcitation". The applicant is interested in the possibility of obtaining a solution to the crystal structure of the photocatalyst. The aim of this study is to develop a new kind of photocatalyst for water decomposition and to improve the activity of water decomposition. When the year is over, the photocatalyst has a crystalline structure of NaTaO3 and AgTaO3. The acid compound has a Cubic phase at high temperature. Cubic phase has NaTaO3 and AgTaO3 photocatalysts. After solid phase synthesis, the temperature of the reaction mixture was reduced by electric furnace at high temperature, and the temperature of the reaction mixture was reduced by quenching treatment at liquid temperature. AgTaO3 is hot, the color of the powder is yellow, the color of the powder is purple, and the color of the powder is purple. The particles were deposited on the surface. The X-ray reflection of AgTaO3 is confirmed by the separation of AgTaO3 and AgTaO3. The current situation, completely Cubic phase and AgTaO3 are not allowed to change. The purpose of this study is to achieve the goals of the study.