高分散金属微粒子による伝導帯アシスト型可視光応答性光触媒の開発

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本研究は、光触媒を用いた環境浄化反応における可視光の効率的利用を実現する新たな概念として、"高分散金属微粒子による伝導帯アシスト型可視光応答性光触媒"を提案し、従来の可視光応答型光触媒の性能を凌駕する次世代型光触媒の開発を目的としている.酸化チタン光触媒は有害物質の光分解を中心に実用化が進んでいるが、紫外光しか吸収できないため、室内空間への応用が困難である.我々は、伝導帯レベルが低く、有機物分解の光触媒として不向きと考えられてきた酸化タングステンに、微量の白金微粒子を高分散に担持させると、可視光照射下における有機物の酸化分解反応が極めて高効率で進行することを見出した.光音響分光法などを用いた反応メカニズムの検討から、酸化タングステンそのものは、光吸収によって生成した電子と空気中の酸素分子との反応が極めて遅いものの、微量の白金の担持によって、電子と酸素の反応速度が著しく向上することを見出した.すなわち、酸化タングステンの伝導帯レベルの低さを、白金微粒子がアシストし、その結果として高効率な反応が進行したといえる.これらの結果は、従来とは異なる可視光応答性光触媒の開発コンセプトを示したものであり、今後の当該研究の進展に大きな影響を与えるものと考えられる.