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二重励起光音響分光法の開発と光触媒材料への応用

双激发光声光谱的发展及其在光催化材料中的应用

基本信息

批准号：
18655050
负责人：
大谷文章
金额：
$ 2.37万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度の研究によって,(1)二重励起光音響分光法の基礎を確立し,測定装置の最適化を行った.(2)時間分解測定により,酸化チタン中に蓄積する電子の量およびこれらが酸素と反応する速度についての情報が得られることを明らかにした.本年度はとくに(2)についての検討に力点をおいて研究をすすめ,(a)メタノールなどの電子供与体存在下での二重励起条件(連続光をUV-LEDによる紫外光とする)における時間変化を追跡し,可視光に生じる蓄積電子(三価のチタンイオン)による吸収の飽和値を見つもる方法を確立した.これによって酸化チタンなどの光触媒中の結晶欠陥量の指標をえることができた.つぎに(b)いったん蓄積させた状態で紫外光照射を中止し,酸素との反応によって三価のチタンイオン種が消失する過程を追跡し,光触媒試料によるちがいを明らかにする.この消失速度は光触媒の還元能力と密接に関連していると考えられ,他の物性,特性との関係を明らかにした.これらの検討によって二重励起光音響分光法の有用性を示すとともに,光触媒の特性評価法の確立をした.さらに,光音響信号を周波数の関数として解析することにより,光触媒反応によって発生する熱を直接検出することに成功した.これは,従来の熱測定ではむずかしいものであり,酸素存在下での有機化合物の酸化反応のように発熱的な反応では検出されるが,水からの水素発生反応では検出されないことなどから,光触媒反応の解析に有用であると考えられる.

In this paper, the following conclusions are drawn: (1) The foundation of double excitation photoacoustic spectroscopy is established, and the optimization of the measurement device is carried out. (2)Time decomposition determination of the amount of electrons accumulated in the acidification process This year,(2) the research on the force point of the electron donor was carried out.(a) the double excitation conditions (continuous UV-LED and ultraviolet light) in the presence of the electron donor were established. The index of crystal deficiency in photocatalyst is determined by the method of acid hydrolysis. (b) When ultraviolet light irradiation is stopped in the state of accumulation, trace the process of disappearance of the three kinds of photocatalysts in the reaction of acid and phosphorus, and trace the process of disappearance of the photocatalyst sample. The disappearance rate is closely related to the ability of photocatalysts to restore their properties. This study demonstrates the usefulness of double excitation photoacoustic spectroscopy and establishes a method for evaluating the properties of photocatalyst. In addition, the photoacoustic signal cycle number and analysis, photocatalyst reaction, heat generation and direct detection of success. The heat of organic compounds in the presence of acids is measured by heat generation. The heat generation of organic compounds in the presence of acids is detected by heat generation of water. The analysis of photocatalyst is useful.