水を還元剤とした硝酸イオンの還元反応に活性な光触媒の開発

开发一种在以水为还原剂的硝酸根离子还原反应中具有活性的光催化剂

• 批准号: 20037061
• 负责人: 工藤 昭彦
• 金额: $ 2.43万
• 依托单位: Tokyo University of Science
• 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: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20037061/
• 关键词: 光触媒; 硝酸; 金属酸化物; 環境材料; 窒素

ZnIn_2S_4(x=1)光触媒を用い,還元剤として機能するホスフィン酸ナトリウム存在下での硝酸イオンの還元反応における助触媒効果を検討した.助触媒未担持でも本還元反応が進行し,還元生成物として亜硝酸およびアンモニウムイオンが得られた.生成量は亜硝酸イオンの方が多かった.ホスフィン酸ナトリウムを還元剤としてPdおよびNi助触媒を光電着法で触媒上に担持したところ,硝酸イオンの還元に使われた反応電子量は未担持に比べて飛躍的に向上し,Pdでは亜硝酸が,Niではアンモニウムイオンの生成量が多くなった.そこで両助触媒の共担持効果を調べたところ,亜硝酸イオンは得られず,アンモニウムイオンの生成量が向上した.これは,Pd上で硝酸イオンから亜硝酸イオンへの還元反応が優位に進行し,その亜硝酸イオンが近傍のNi上で効率よくアンモニウムイオンへ変換されたためであると考えられる.硝酸イオンの還元反応は,水の還元反応と競争的に進行しているが,全ての系において水の還元よりも硝酸イオンの還元反応の方が優位に進行していることは特筆すべき点である.次に,NiとPdを共担持したZnGa_xIn_<2(1-x)>S_4光触媒を用いた硝酸イオンの還元反応におけるGaの置換量(x)依存性を調べた.その結果,亜硝酸イオンは全ての組成において生成せず,アンモニウムイオンの生成量は光触媒のバンドギャップの狭窄化,つまり吸収光量の増加に伴って単調に増加し,ZnIn_2S_4組成で最高活性を示した,以上のように,当研究室オリジナルの金属酸化物および硫化物光触媒を用いることにより,可視光照射下における硝酸イオンの還元反応が進行することを明らかにした.

In the presence of ZnIn_2S_4(x=1) photocatalyst, the catalytic effect of nitric acid on the reduction reaction was investigated. The promoter is not supported, and the original reduction reaction proceeds. The reduction product is nitric acid. The amount of nitric acid produced is very high. The amount of Pd and Ni in the catalyst is higher than that in the catalyst. The co-supporting effect of the co-catalyst was adjusted to increase the amount of nitric acid produced. In this case, the nitrate on Pd is replaced by the nitrate on Ni, and the nitrate on Ni is replaced by the nitrate on Pd. Nitric acid and water reduction reactions compete in the process, and the overall system of nitric acid and water reduction reactions is optimized for the process. Secondly,Ni and Pd co-support ZnGa_xIn_<2(1-x)>S_4 photocatalyst. As a result, the amount of HNO3 produced in the whole composition of ZnIn_2S_4 becomes narrower, the absorption increases with the adjustment, and the highest activity of ZnIn_2S_4 composition is shown. Under visible light irradiation, the nitric acid and the reduction of nitric acid are carried out.

项目成果

Novel Stannite-type Complex Sulfide Photocatalysts A^1_2-Zn-A^<IV>-S_4(A^I=Cu and Ag; A^<IV>=Sn and Ge) for Hydrogen Evolution under Visible-light Irradiation

新型锡矿型复合硫化物光催化剂A^1_2-Zn-A^<IV>-S_4(A^I=Cu和Ag;A^<IV>=Sn和Ge)在可见光照射下析氢

• 发表时间: 2009
• 期刊: Chem.Mater 22
• 作者: 寺本央;小松崎民樹;Y.Sasaki;森田明弘;Takashi Sugimura;森田明弘;I.Tsuji
• 通讯作者: I.Tsuji

水からのソーラー水素製造のための粉末光触媒の開発

开发用于太阳能制水制氢的粉末光催化剂

• 发表时间: 2009
• 期刊: 燃料電池 8
• 作者: 寺本央;小松崎民樹;飯塚光祐;Ouchi Y;Tomonori Misaki;佐々木康吉
• 通讯作者: 佐々木康吉

ソーラー水分解反応に活性を示すZスキーム型光触媒系の開発

开发出具有太阳能水分解反应活性的 Z 型光催化剂系统

• 发表时间: 2009
• 期刊: 触媒 51
• 作者: 河合信之輔;小松崎民樹;Pascal Larregaray;Siddiki S.M.A.Hakim;佐々太康吉
• 通讯作者: 佐々太康吉

Preparation of BiVO4-MCM-41 composite catalyst and its photocatalvtic activity for degradation of methylene blue

BiVO4-MCM-41复合催化剂的制备及其光催化降解亚甲基蓝活性

• 发表时间: 2008
• 期刊: CHINESE JOURNAL OF CATALYSIS 29[7]
• 作者: 寺本央;小松崎民樹;Mikimasa Wakita;齊藤健二;Tomonori Misaki;工藤昭彦;小松崎民樹;Zhang Yan
• 通讯作者: Zhang Yan

可視光応答型光触媒を用いた水からの水素製造

使用可见光响应光催化剂从水中制氢

• 发表时间: 2009
• 作者: 関根泰;長川健人;松山淳哉;松方正彦;菊地英一;樋口恒彦;工藤昭彦
• 通讯作者: 工藤昭彦