可視光応答水分解能を有するナノサイズ光半導体/炭素クラスター複合体の構築

具有可见光响应水分辨率的纳米光半导体/碳簇复合材料的构建

• 批准号: 18655063
• 负责人: 吉原 正邦
• 金额: $ 2.37万
• 依托单位: Kinki 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 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18655063/
• 关键词: 光触媒; 水分解; 水素製造; 炭素クラスター; 複合体

本研究では、太陽光の全波長吸収素材として可視光全領域にわたって吸収能をもつグラファイト様炭素クラスターCxを、光励起素材として光半導体を用い、Cxと半導体が均一に分布した半導体/Cx複合体を構築し、可視光全域で機能する光触媒系を構築することを目標に以下の検討を行った。二種金属酸化物(Ga/In,Ge/Sn,Nd/Yb)/Cx/Pt複合体を金属一有機基交互構造を有する前駆体の焼成によって合成した。焼成体を元素分析,TEM,XRDの各種分析法によって検討したところ、いずれの系においても、ナノサイズ(5-25nm)の化合物半導体が炭素クラスターマトリックスに均一に分散した構造を有していることが判明し、目的の複合体が形成されていることが確認された。さらに得られた複合体のESRスペクトルを測定したところ、全ての系において337mT付近にフリーラジカル種に由来するシグナルが観測され、化合物半導体から炭素クラスターへの電荷分離を生じていることが強く示唆された。また、シグナル強度はNd/Yb系が最も強く、希土類酸化物半導体系において高い電荷分離能の発現が認められた。そこで、Nd/Yb系において酸化剤一還元剤存在下におけるESRスペクトル測定を行ったところ、還元剤の添加によってシグナル強度が増大し、酸化剤の添加によってシグナル強度が減少することが判明し、本複合体が可視光励起酸化還元活性を示すことが判明した。単一金属系の酸化還元活性の検討より、本系ではNd_2O_3から炭素クラスターを介してYb_2O_3に至る連鎖的電子移動を生じていることが判明した。以上の結果は植物の光合成システムと同様に多段階励起機構を完全固体系で構築したものと言え、可視光機能性光触媒として新たな可能性を示せたものと考えている。

In this study, the following research was carried out for the purpose of building a semiconductor/Cx complex with uniform distribution of Cx semiconductor and a photocatalyst system capable of absorbing solar light in all wavelengths and visible light in all fields. Two kinds of metal oxides (Ga/In,Ge/Sn,Nd/Yb)/Cx/Pt complexes were synthesized by sintering precursors with metal-organic interaction structure. Elemental analysis,TEM,XRD of the sintered body, various analytical methods, such as chemical analysis, chemical analysis (5-25nm) of the compound semiconductor, uniform dispersion of carbon, chemical analysis, chemical The ESR of the complex was measured at 337 mT. The ESR of the complex was measured at 337mT. The ESR of the compound semiconductor was measured at 337mT. The ESR of the complex was measured at 337 mT. Nd/Yb system is the strongest and rare earth acid semiconductor system. In the presence of Nd/Yb system acidizing agent and reducing agent, ESR spectrum measurement was carried out, and the addition of reducing agent increased the ESR spectrum intensity, and the addition of acidizing agent decreased the ESR spectrum intensity. A study on the activity of acidizing reduction in a single metal system was carried out, and it was found that Nd_2O_3-Yb_2O_3-Yb_ The above results show the possibility of building a multi-stage excitation mechanism for plant photosynthesis.

项目成果

Electronic Behavior of Calcined Material from an Ytterbium-O-Phenylene Hybrid Copolymer

镱-邻-亚苯基杂化共聚物的煅烧材料的电子行为

• 发表时间: 2006
• 期刊: TANSO 222
• 作者: 市川雅章;今西哲士;M. Sugisaki;Tetsuro KAWAHARA
• 通讯作者: Tetsuro KAWAHARA

Synthesis and Electronic Behaviors of Alternating Indium-Organic Moiety Binary Hybrid Copolymers

交替铟有机部分二元杂化共聚物的合成和电子行为

• 发表时间: 2006
• 期刊: J. Mater. Sci. 41
• 作者: 市川雅章;今西哲士;M. Sugisaki;Tetsuro KAWAHARA;M. Fujiwara;K. Kanemoto;Hideo MATSUI
• 通讯作者: Hideo MATSUI

Electronic and Magnetic Behaviors of Calcined Material from a Neodymium-O-Phenylene-O-Phenylene-O-Ytterbium Hybrid Copolymer

钕-邻-亚苯基-邻-亚苯基-邻-镱杂化共聚物煅烧材料的电子和磁性行为

• 发表时间: 2006
• 期刊: TANSO 224
• 作者: 市川雅章;今西哲士;M. Sugisaki;Tetsuro KAWAHARA;M. Fujiwara;K. Kanemoto;Hideo MATSUI;藤原 正澄;杉崎 満;Hideo MATSUI
• 通讯作者: Hideo MATSUI