局所分極場を環境場とする固体表面上の光反応

使用局部偏振场作为环境场在固体表面上进行光反应

• 批准号: 06239223
• 负责人: 井上 泰宣
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Nagaoka University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06239223/
• 关键词: 光触媒; 水の分解反応; トンネル構造; 酸化物; 分極場

金属酸化物に助触媒(金属、酸化物)を担持した光触媒において、固体表面のどのような「環境場」が高い光触媒作用を示すのか、また、金属酸化物表面に担持した助触媒の役割は何であるかを明確にすることが望まれる。本研究では、光触媒機能と酸化物のミクロな構造との相関を明らかにすることを目的とし、ペロブスカイト(P)型およびペンタゴナループリズム(P-P)型トンネル構造をもつ金属酸化物を用いた光触媒系について、水の分解反応に対する光触媒活性を調べた。P型トンネル構造をもつ酸化物としてNa_2Ti_6O_<13>およびK_2Nb_7O_<19>、またP-P型トンネル構造をもつ酸化物BaTi_4O_9、KNbTi_3O_9、KTaTi_3O_9およびCaTi_2O_4を大気下での焼成により合成し、RuCl_3水溶液からRuを含浸法により担持したのち、848Kで酸化処理して光触媒とした。TiO_6八面体をもつP-P型とP型トンネル酸化物は共に、水を分解し水素と酸素をほぼ化学量論比で与える光触媒活性を示したが、TiO_4四面体からなるP-P型のCaTi_2O_4は光触媒作用を示さなかった。各酸化物の光触媒の活性序列は、BaTi_4O_9>>Na_2Ti_6O_<13>>K_3Nb_7O_<19>>KNbTi_3O_9、KTaTi_3O_9となった。高い光触媒活性を示したBaTi_4O_9やNa_2Ti_6O_<13>酸化物のラマンスペクトル解析、およびBaTi_4O_9に種々の元素をドープしたBa_<1-x>A_x(Ti_<1-y>B_y)_4O_9(A=La、B=Hf、Zr、V、Ir、Fe、Cr、Nb)の光触媒活性の比較から、光触媒活性を示す酸化物中のTiO_6八面体では、Tiイオンは周囲の酸素6個の重心の位置から変位しており、その変位によって生じた分極場が光触媒発現の環境場として重要なことが明らかにされた。本研究において、高活性な光触媒を得るためには、トンネル構造を持つ酸化物を応用することが有効であるとする指針が確立できた。

The metal acid promoter (metal, acid) is supported on the solid surface, and the "environmental field" is used to indicate the high photocatalytic effect. In this study, the function of photocatalyst and the structure of acid compound were studied. The photocatalytic activity was modulated by the structure of acid compound (P) and the structure of acid compound (P-P). The P-type structure is composed of BaTi_4O_9<13><19>, KNbTi_3O_9, KTaTi_3O_9 and CaTi_2O_4, which are synthesized by sintering at high temperature, RuCl_3 aqueous solution and Ru impregnation method, and acidified at 848K. TiO_6 octahedron is composed of P-P type and P-type catalysts, and TiO_4 tetrahedron is composed of P-P type and CaTi_2O_4. The photocatalytic activity sequence of the acid compounds is BaTi_4O_9&gt;Na_2Ti_6O_<13>&gt;K_3Nb_7O_<19>&gt;KNbTi_3O_9, KTaTi_3O_9. A <13><1-x><1-y>comparison of photocatalytic activities of BaTi_4O_9 and Na_2Ti_6O_9 (A=La, B=Hf, Zr, V, Ir, Fe, Cr, Nb) with BaTi_4O_9 (A=La, B=Hf, Zr, V, Ir, Fe, Cr, Nb), TiO_6 octahedron, Ti In this study, high activity photocatalyst was obtained, and the structure of photocatalyst was established.

项目成果

Y.Inoue,T.Niiyama,K.Sato: "Photocatalysts Using Hexa-and Octa-titanates with Different Tunnel Space for Water Decomposition" Topics in Catal.,. 1. 137-144 (1994)

Y.Inoue,T.Niiyama,K.Sato：“使用具有不同隧道空间的六钛酸盐和八钛酸盐进行水分解的光催化剂”Catal. 中的主题。

Y.Inoue,Y.Asai,K.Sato: "Photocatalysts with Tunnel Structures for Decomposition of Water.Part 1.BaTi_4O_9,a Pentagonal Prism Tunnel Structure,and Its Combination with various Promoters." J.Chem.Soc.FARADAY TRANS.90. 797-802 (1994)

Y.Inoue、Y.Asai、K.Sato：“具有用于分解水的隧道结构的光催化剂。第 1 部分。BaTi_4O_9，五角棱柱隧道结构及其与各种促进剂的组合。”