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

• 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

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。

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项目成果

Norihiko Takeda: "Effects of Inert Supports for Titanium Dioxide Loadig on Enhancement of Photodecomposition rate of Gaseous Propionaldehyde" Journal of Physical Chemistry. 99. 9986-9991 (1995)

Norihiko Takeda：“二氧化钛负载惰性载体对气态丙醛光分解速率增强的影响”物理化学杂志。