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生成物分離型光化厚ダイオードにより逆反応を抑えた光化学反応とその応用

利用产物分离光增强二极管抑制逆反应的光化学反应及其应用

基本信息

批准号：
05650835
负责人：
泉生一郎
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Nara National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

酸化チタンと金属チタンからなるn型半導体/金属接合した光光学ダイオードで、半導体側溶液と金属側溶液を分離して、いわば生成物を完全に分離する方法により酸化・還元反応を効率よく進める化学的光エネルギー変換素子を開発し、それの光化学反応への応用と光起電力発生について検討を行った。光化学反応としては金属電析を採用し、太陽光利用と水溶液中からの各種金属の回収を意図して行った。この場合、n型半導体面へのXe光照射により、裏側暗部の金属チタン上で光照射時間にほぼ比例して各種金属の電析が進行した。グラム当量あたりの電析量とSEM観察の結果、多電子過程で析出する金属ほど電析速度が遅く微結晶となる傾向が見られた。また光電析が起こるための条件は、電析させようとする金属イオンの還元電位が水素発生電位よりも貴な電位にあること、その還元電位が半導体面での光電流が流れ始める電位より貴な電位にあることなどがあげられる。本研究では、銀、銅、パラジウム、白金、金が電析し、コバルト、カドミウム、鉛の電析が困難であった。この生成物分離型光化学ダイオードの特徴である電荷分離による反応の整流効果は、2液を連結した塩橋を取り除くことにより、光起電力の発生にとって替わることができる。すなわち、n型半導体面への光照射で、半導体面とチタン面の電極電位が変化し、光化学ダイオードからの光起電力が観察された。この光起電力は酸素ガス飽和下で安定するものの、アルゴンガス飽和下で起電力低下が速くなった。なお、当初の目的であった二酸化炭素の固定化反応への応用は、光化学ダイオードと電極触媒としての黒鉛層間化合物との接点を求めて今後の展開に委ねることとした。

A method for the photo-optical separation of acidified and metal-containing n-type semiconductor/metal bonds, separation of semiconductor-side solutions from metal-side solutions, and complete separation of products from acidified and metal-side solutions. Photochemical reaction and metal electrolysis are carried out in aqueous solutions using sunlight. In this case, the Xe light irradiation on the n-type semiconductor surface, the light irradiation time on the metal in the dark part of the back side, and the electrodeposition of various metals are carried out in a different proportion. The results of SEM observation and the precipitation rate of metal ions in multi-electron processes show a tendency to micro-crystallization. The conditions for the initiation of photocurrent analysis are: the reduction potential of the metal; the generation potential of the water element; the initiation potential of photocurrent analysis of the semiconductor surface; and the reduction potential of the metal element. In this study, silver, copper, platinum, gold and lead are difficult to be electrodeposited. The characteristics of the product separation type photochemistry are: charge separation, reverse rectification, two-liquid linkage, removal, generation of photoelectric force, etc. Light irradiation of the n-type semiconductor surface, electrode potential of the semiconductor surface and the photochemical field are observed. This light source power is stable under saturation conditions, and low under saturation conditions. The purpose of this study is to develop a new type of catalyst for the immobilization of carbon dioxide.