ゼロリコンビネーション光触媒の開発と再結合速度評価法の開発

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有機溶媒を用いる新規な水熱結晶化法(HyCOM法)によりアナタース型TiO_2の微結晶を合成し、さらに後焼成処理を施して様々な物性を有するTiO_2を調製した。これらを用いてTiO_2の再結合速度評価法の確立を目指した。まず、無酸素下、正孔捕捉剤存在下の光照射により生成するTi^<3+>の量を定量する方法を試みた。Ti^<3+>は表面欠陥サイトで形成されると考えられ、その量は焼成温度を上げる、つまり、TiO_2の結晶化度を高くするほど単調に減少した。このTi^<3+>量はポンプ-プローブ法過渡吸収測定(PP-DRS法)により算出したk_<-r>との間にほぼ比例したことから、TiO_2の再結合特性を表す指標して利用できることがわかった。無酸素下での銀析出-酸素発生反応における銀イオン吸着量([Ag^+]_<ads>)と銀析出速度(R_<Ag>)の間に直線関係が得られる。この反応の速度論的考察によると、[Ag^+]_<ads>-R_<Ag>プロットの傾きの逆数が近似的にe^--h^+の再結合および電子捕捉の速度定数比(k_r/k_e)に比例すると考えられ、HyCOM(973)およびP-25のk_r/k_eは、それぞれ0.79,2.2と求められた。また、ひとつのAg_2SO_4水溶液から、一組の吸着量と反応速度を求める一点法により、各種TiO_2のk_r/k_eを簡便に求められることが明らかになった。そこで、物性の異なるHyCOMTiO_2のk_r/k_eを評価すると、Tcを上げるほどk_r/k_eは減少した。k_r/k_eのTc依存性はTi^<3+>量のTc依存性とは異なるが、k_r/k_eの対数とTi^<3+>量との間に正の相関が見られることから、k_r/k_eは、Ti^<3+>量と同様に再結合特性を表す指標して利用できることがわかった。