半導体含有ゼオライトの作製とその光触媒特性の評価

含半导体沸石的制备及其光催化性能评价

• 批准号: 11750587
• 负责人: 伴 隆幸
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Gifu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11750587/
• 关键词: 光触媒; ゼオライト; TS-1; 分子選択性; 配向膜; チタン酸水溶液; アルカノールアミン; アルキルアンモニウム塩; 分子篩

酸化チタンは強い酸化力を持つ光触媒であり、それを利用した防汚・抗菌が注目を集めている。形状選択性を有する光触媒が作製できれば、光触媒を利用した有機合成などの新たな応用が期待できる。そこで、形状選択性を有するゼオライトの光触媒特性を検討した。ゼオライトは分子サイズの細孔をもつアルミノケイ酸塩結晶である。本研究では、その骨格を構成するケイ素の一部がチタンに置換したTS-1ゼオライトについて検討した。その結果、TS-1の細孔より小さいモノエタノールアミンは近紫外光により光分解した。TS-1は遠紫外光しか吸収しないが、それより長波長の光で分解が進行した。これは反応物のTi原子への吸着が寄与していると分かった。一方、細孔より大きなトリエタノールアミンの分解は光照射により促進されることはなかった。よって、TS-1は形状選択性を有する光触媒となることが分かった。また、ゼオライトを細孔が膜の表から裏まで貫通する形態の膜とした場合、光を利用した形状選択性メンブランリアクターとしての応用が可能となる。そこで、そのような配向膜の作製についても検討した。LTA型ゼオライトに対して検討した結果、有機配位子によるゼオライト結晶の核生成や粒成長の制御が配向膜の作製を可能にした。TS-1と同型構造のシリカライト-1に対しても、反応溶液のアルカリ性を制御することにより同様のプロセスで配向膜が作製できることが示唆された。さらに、ゼオライト合成における知見から、ハロゲンや有機配位子を含まないチタン酸水溶液が調製できることも明らかにした。そこで、その水溶液の光触媒特性についても検討した。それを色素との反応により調べた結果、その水溶液も光触媒特性を示すことが分かった。また酸化チタンは色素を酸化したのに対し、その水溶液は色素を還元した。よって、その水溶液は酸化チタンとは異なる光触媒機構を有することが分かった。

Acidification チ タ ン は を hold strong い acidification force つ photocatalytic で あ り, そ れ を using し た anti-fouling, collections of antibacterial が attention を め て い る. Shape sentaku sex を す る photocatalytic が cropping で き れ ば, light-accelerant を し た organic synthesis な ど の new た な 応 with が expect で き る. そ こ で, shape, sentaku sex を have す る ゼ オ ラ イ ト の photocatalytic properties を beg し 検 た. Molecular サ ゼ オ ラ イ ト は イ ズ の pores を も つ ア ル ミ ノ ケ イ acid salt crystallization で あ る. This study で は, そ の bone を constitute す る ケ イ element の a が チ タ ン に replacement し た TS - 1 ゼ オ ラ イ ト に つ い て beg し 検 た. Youdaoplaceholder0 そ results, TS-1, <s:1> fine holes, よ small さ モノエタノ モノエタノ ア ア ア ア, <s:1> <s:1> near ultraviolet light によ photodecomposition た. TS-1 <s:1> far ultraviolet light <s:1> が absorbs <s:1> な が が and それよ それよ long-wavelength <s:1> light で decomposes が for <s:1> た. The <s:1> れ 応 anti応 of the <s:1> Ti atom へ <s:1> is adsorbed が and attached to the <s:1> て ると ると ると ると ると ると った った. One side, the fine pores are よ <s:1> large, <s:1> なトリエタノ, なトリエタノ, ア, ア, <s:1> decomposition, <s:1>, light irradiation によ, <e:1> promotion, される, <s:1>, と, な, った, った. Youdaoplaceholder0, TS-1 よって shape selection 択 type を, する photocatalyst となる とが とが type った ま た, ゼ オ ラ イ ト を pores が membrane の table か ら in ま で transfixion す る form の membrane と し た occasions, light を using し た shape sentaku sex メ ン ブ ラ ン リ ア ク タ ー と し て の 応 may use が と な る. Youdaoplaceholder0 て で, そ ような ような coordinated membrane に fabrication に て て て 検 検 for た. LTA type ゼ オ ラ イ ト に し seaborne て beg し 検 た result, organic ligand に よ る ゼ オ ラ イ ト crystallization の nuclear generating や grain growth の royal が match to membrane の &broom を may に し た. と TS - 1 type structure with の シ リ カ ラ イ ト - 1 に し seaborne て も 応 solution and anti の ア ル カ を リ sex suppression す る こ と に よ り with others の プ ロ セ ス で match to system membrane が で き る こ と が in stopping さ れ た. さ ら に, ゼ オ ラ イ ト synthetic に お け る knowledge か ら, ハ ロ ゲ ン や organic ligand を ま な い チ タ ン acid aqueous solution が modulation で き る こ と も Ming ら か に し た. Youdaoplaceholder0 で で, そ <s:1> aqueous solution <s:1> photocatalyst properties に た て て 検 検 discuss た. そ れ を pigment と の anti 応 に よ り adjustable べ た results, そ の aqueous も photocatalytic properties を shown す こ と が points か っ た. Youdaoplaceholder0 acidification チタ <s:1> を pigment を acidification <s:1> に に に reduction of そ, そ aqueous solution <s:1> pigment を た た. よ っ て, そ の aqueous は acidification チ タ ン と は different な る photocatalytic institutions を have す る こ と が points か っ た.

项目成果

T.Ohya,T.Ban,Y.Ohya and Y.Takahashi: "Preparation of concentrated, halogen-free aqueous titanium solutions"Ceramic Transactions. (発表予定).

T.Ohya、T.Ban、Y.Ohya 和 Y.Takahashi：“浓缩、无卤钛水溶液的制备”《陶瓷交易》（待提交）。

Takayuki Ban: "Degradation reaction of monoethanolamine using TS-1 zeolite as a photocatalyst"Physical Chemistry Chemical Physics. 1・24. 5745-5752 (1999)

Takayuki Ban：“使用TS-1沸石作为光催化剂的单乙醇胺的降解反应”物理化学化学物理1・24（1999）。

Takayuki Ban: "Influence of the addition of alkanolamines and tetramethylammonium hydroxide on the shape and size of zeolite-A particles"International Journal of Inorganic Materials. 1・3-4. 243-251 (1999)

Takayuki Ban：“添加链烷醇胺和四甲基氢氧化铵对沸石-A颗粒的形状和尺寸的影响”国际无机材料杂志1·3-251（1999）。

Takayuki Ban: "Preparation of a completely oriented molecular sieve membrane"Angewandte Chemie International Edition in English. 38・22. 3324-3326 (1999)

Takayuki Ban：“完全定向分子筛膜的制备”Angewandte Chemie International Edition 英文版38・22 3324-3326（1999）。

Y.Takahashi,A.Ohsugi,T.Arafuka,T.Ohya,T.Ban and Y.Ohya: "Development of new modifiers for titanium alkoxide-based sol-gel process"Journal of Sol-Gel Science and Technology. 17・3. 227-238 (2000)

Y. Takahashi、A. Ohsugi、T. Arafuka、T. Ohya、T. Ban 和 Y. Ohya：“基于钛醇盐的溶胶-凝胶工艺的新型改性剂的开发”《溶胶-凝胶科学与技术》杂志 17。 3. 227-238（2000）