半導体超微粒子の光触媒活性に及ぼす担持担体の効果

载体对半导体超细颗粒光催化活性的影响

基本信息

批准号：
07242247
负责人：
米山宏
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Osaka University
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：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07242247/
关键词：
光触媒担持複合効果表面拡散酸化チタン

项目摘要

酸化チタン光触媒を用いて、希薄濃度の有機気体分子を効率良く酸化分解させるには、対象とする有機分子に対して吸着能を有するものを担体に用いて酸化チタン光触媒を調製すると効果のあることを見出している。この際の担体の役割は、希薄濃度の有機分子を吸着させて酸化チタン触媒近傍における反応基質の濃度を向上されることにあると考えられるが、担体に吸着した反応基質が担持されている酸化チタンに移動できなければ、酸化分解反応の向上は望めない。このような観点から、担体に吸着した有機分子の拡散に焦点を合わせて研究を進めた結果、触媒上での反応基質の拡散の難易によって、酸化分解速度が決定させることが明らかになった。(1)担体として数種のゼオライト,アルミナ,シリカ,活性炭を用いて、50%の酸化チタンを担持した光触媒を調製した。反応基質にプロピオンアンデヒドを用い、各光触媒上における反応基質の酸化分解速度と触媒上への反応基質の平衡吸着量の関係を求めると、適度の吸着量を有する光触媒を用いたときに最大分解速度が達成される。(2)平板状の薄膜光触媒を用い、その片隅のみに光照射を行い、反応生成物としての二酸化炭素の発生挙動を光照射時間の関数として調べ、これが担体に吸着した反応基質が拡散することによって起こると仮定して、拡散モデルをたて、デジタルシュミレーションによって拡散係数を決定した。その結果、分解反応速度と拡散係数との間に相関関係があり、拡散係数のおおきい光触媒では、反応基質の酸化分解速度が大きいことが定量的に明らかになった。すなわち、担体の反応基質に対する吸着性により、酸化チタン近傍の基質濃度が影響され、これが大きいものが望ましいが、あまり吸着力が大きいと拡散し難いために反応速度がかえって低下するということが明確になった。

已经发现，为了有效地氧化和分解稀释浓度的稀释有机气体分子，使用具有吸附能力的靶标有机分子的支持能力来制备氧化钛光催化剂。在这种情况下，载体的作用被认为是吸附有机分子的稀释浓度，以提高氧化钛催化剂钛占钛合金的浓度，但如果将载体的活性底物吸附在载体上的活性底物无法将其转移到氧化氧化氧化物上，那么它将被转移到氧化二氧化氧化烷氧化氧化氧化氧化物上。从这个角度来看，研究的重点是吸附在支撑上的有机分子的扩散，表明由于难以在催化剂上反应性底物扩散氧化分解速率。（1）使用几种类型的沸石，氧化铝，二氧化硅和活性碳作为支撑制备了50％氧化钛的光催化剂。当将丙醛用作反应底物以及反应底物在每个光催化剂上的氧化分解速率与催化剂上反应底物的平衡吸附量之间的关系时，当使用具有中等剂量吸收量的光催化剂时，将达到最大分解速率。（2）使用平面薄膜光催化剂，仅照射到照片的一个角落，并将二氧化碳作为反应产物的产生行为作为光照射时代的函数。假设这是由吸附在支持上的反应底物的扩散引起的，则建立了扩散模型，并通过数字模拟确定扩散系数。结果，分解反应速率与扩散系数之间存在相关性，并定量地表明，反应底物的氧化分解速率在光催化剂中较大，具有较大的扩散系数。也就是说，载体对反应性底物的吸附特性会影响氧化钛附近的底物浓度，并且希望拥有较大的吸附力，但是很明显，如果吸附力太大，则很难降低反应速率。