反応場に固定した半導体超微粒子の界面光機能

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(1)光吸収特性.粘土層間に固定した酸化チタン超微粒子は約15Aの粒径を有し, 酸化チタン粉末に比らべて吸収スペクトルが紫外側へ約70nmブルーシフトしたことから, バンドギャップが約3.7eVであることが分った. 粘土層間に固定した酸化鉄は400°Cで焼成することにより, 8.4〓の粒径を有するものとなり, その吸収スペクトルは, 酸化鉄粉末に比らべて約80nmブルーシフトしたことから, バンドギャップは2.56eVと見積られた. すなわち, いずれの酸化物半導体の超微粒子でも, 量子サイズ効果が認められた.(2)光電極特性.酸化チタン超微粒子を固定した粘土修飾電極は, 水溶液中で約360nmよりも紫外域で水を光増感電解酸化でき, 300nmでの量子効率は, 0.3%であった. 水の光増感電解酸化には, 電極基体と接触している酸化チタン超微粒子のみが働いていると考えられ, この量が少ないために, 光増感電流が小さいものと考えられる. この電極でも酸化チタン単結晶電極等で認められているアルコール酸化時の電流二倍効果が観測された.(3)光触媒活性.光触媒活性を炭素数が2〜10の直鎖カルボン酸の水溶液の光分解反応を対象して調べた. 反応はすべてアルカンと炭酸ガスの生成であった. 炭素数が10のカプリン酸の光分解を除いては, いずれも粘土層間に固定した酸化チタン超微粒子の方が, 酸化チタン粉末よりも高活性であった. カプリン酸では逆の活性が得られたが, これは, カプリン酸の分子サイズが大きくて粘土層に取り込まれないことによるものと結論した. このように, 粘土に固定した酸化チタン超微粒子は光触媒反応に際して立体選択性を示すことが見出された.(4)白金担持効果.酸化チタン粉末の場合と同様に, 粘土に固定された酸化チタン超微粒子でも白金の担持がアルコールやカルボン酸水溶液の光分解反応に効果のあることが明らかになった.