半導体粉末光触媒及び薄膜を用いる含窒素有機化合物の反応

CdS及びCdSe電極のフラットバンド電位はアルカノールアミン,ヒドラジン添加により卑方向にシフトすることを実験的に見出し、それが分子軌道計算の結果と符合することを確認した。CdS光電極上でジエタノールアミン(DEA)がモノエタノールアミンに、さらにホルムアルデヒド、アンモニアへと分解されることを確認した。CdSe電極については、電極表面上に吸着はするものの、それらの反応は全く起こらないことがわかった。ヒドラジンについては、pH8以上の水溶液中では酸化分解され、CdS、CdSeいずれの電極上においても高効率で起こることがわかった。上記の反応に対して高活性な半導体薄膜作成のために、溶液プロセスによる製膜を試み、CdSについては、過飽和水溶液中における電解法において、浴温、電解電位、浴組成(特にpH)等により膜の形態が制御できることを明らかにした。条件により、粒径10-20nmの高結晶性CdS粒子から成るポーラス薄膜を作成でき、それはEDAなどを含む水溶液中において、極めて高い電荷分離効率を示すことを明らかにした。また、溶液析出法によりβ-In_2S_3薄膜作成を試み、浴温を90°Cから50°Cに変化させるだけで、2.3eVから2.7eVまでの禁制帯幅を有するナノポーラス薄膜を得ることができた。光電気化学活性の高いアノード酸化PbO薄膜を得るために、添加NaOH濃度、共存アニオンの効果など、電解液条件を詳しく検討した結果、アルカリ溶液中へのSO_4^<2->イオンの添加が高活性薄膜形成の重要な因子であることを見出し、最適化された条件で作製されたPbO薄膜電極の光電流量子効率は80%に達した。

CdS及びCdSe電極のフラットバンド電位はアルカノールアミン,ヒドラジン添加により卑方向にシフトすることを実験的に見出し、それが分子軌道計算の結果と符合することを確認した。CdS光電極上でジエタノールアミン(DEA)がモノエタノールアミンに、さらにホルムアルデヒド、アンモニアへと分解されることを確認した。CdSe電極については、電極表面上に吸着はするものの、それらの反応は全く起こらないことがわかった。ヒドラジンについては、pH8以上の水溶液中では酸化分解され、CdS、CdSeいずれの電極上においても高効率で起こることがわかった。上記の反応に対して高活性な半導体薄膜作成のために、溶液プロセスによる製膜を試み、CdSについては、過飽和水溶液中における電解法において、浴温、電解電位、浴組成(特にpH)等により膜の形態が制御できることを明らかにした。条件により、粒径10-20nmの高結晶性CdS粒子から成るポーラス薄膜を作成でき、それはEDAなどを含む水溶液中において、極めて高い電荷分離効率を示すことを明らかにした。また、溶液析出法によりβ-In_2S_3薄膜作成を試み、浴温を90°Cから50°Cに変化させるだけで、2.3eVから2.7eVまでの禁制帯幅を有するナノポーラス薄膜を得ることができた。光電気化学活性の高いアノード酸化PbO薄膜を得るために、添加NaOH濃度、共存アニオンの効果など、電解液条件を詳しく検討した結果、アルカリ溶液中へのSO_4^<2->イオンの添加が高活性薄膜形成の重要な因子であることを見出し、最適化された条件で作製されたPbO薄膜電極の光電流量子効率は80%に達した。