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無機ナノシート液晶の配向制御と光反応場への応用

无机纳米片液晶取向控制及其在光反应领域的应用

基本信息

批准号：
18655084
负责人：
中戸晃之
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Tokyo University of Agriculture and Technology
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

層状ニオブ酸塩(K_4Nb_6O_<17>)の単結晶を水中で剥離させたナノシートのコロイド液晶について、(1)外場による液晶配向の規制、(2)水からの光触媒的水素発生、(3)粘土ナノシートと混合させたコロイド液晶における光誘起電子移動の制御因子-の3点を検討した。外揚による液晶の配向規制については、基板に対して垂直に自発配向した液晶を、電場印加によって水平配向に変化させることに成功した。配向変化は、メソゲンであるナノシートのサイズ(μmレベル)を反映して、分子サイズのメソゲンをもつ通常の液晶より著しく遅い時間スケールで起こった。ニオブ酸塩ナノシートのコロイド液晶に紫外光を照射したところ、水素が発生した。これは、溶媒である水がナノシートによって光触媒的に分解されたためで、ナノシート液晶の光触媒活性の初の観測例である。ナノシート液晶は、調製時に系に導入された剥離剤の犠牲剤効果により、一般的なTiO_2(P 25)よりも高い光触媒活性を示した。ニオブ酸塩と粘土との2種のナノシートを混合させたコロイド液晶内での光誘起電子移動については、粘土ナノシートによる増粘効果が重要な制御因子となっていることを見出した。粘土の添加によって粘性を増大させると、ナノシートの拡散が制限され、逆電子移動が抑制され電荷分離状態が安定化された。しかし、粘土添加量が過大のときは、コロイドがゲル化され、正方向の電子移動も抑制されるため、電子移動の効率が大きく低下した。これらより、ナノシートが適度な流動性をもつ条件で、電荷分離が効率的かつ安定に起こると結論した。このような光誘起電荷分離の特性は、従来系には見出されていない。以上、光触媒活性をもつ無機ナノシート液晶について、配向制御法を明らかにするとともに、他の機能分子などと複合化させることで、特異な光反応系となり得ることを見出した。

Three <17>points are discussed: (1) regulation of liquid crystal alignment under external field;(2) water element generation of photocatalyst in aqueous solution;(3) control factor of photoinduced electron movement in liquid crystal by clay mixture. The alignment of liquid crystal is regulated by external voltage, substrate voltage, vertical voltage, and horizontal voltage. The orientation of the liquid crystal is different from that of the liquid crystal. The orientation of the liquid crystal is different from that of the liquid crystal. The ultraviolet light of the ultraviolet ray is emitted from the liquid crystal of the ultraviolet ray, and the water element is generated. For example, the initial measurement of photocatalytic activity of liquid crystal was carried out in the solvent. In the case of liquid crystal, the effect of the solvent introduced during the modulation process is as follows: general TiO_2(P25) and high photocatalytic activity. The two kinds of mixture of acid and clay are important control factors for photoinduced electron movement in liquid crystal. The addition of clay increases the viscosity, limits the dispersion of Nausite, suppresses reverse electron movement, and stabilizes the charge separation state. In addition, the amount of clay added is too large, and the electron movement in the positive direction is suppressed. The electron movement rate is greatly reduced. For example, if the mobility is moderate, the charge separation efficiency is stable, and so on. The characteristics of light-induced charge separation are different from those of other systems. The above, photocatalyst activity, inorganic, liquid crystal, alignment control method, other functional molecules, recombination, specific light reflection system, etc.