ミクロ空間を反応場とする色素増感した半導体光触媒の構築
ミクロ空間を反応場とする色素増感した半導体光触媒の構築
批准号:
05750704
负责人:
山下 弘巳
金额:
$0.58万
依托单位国家:
日本
项目类别:
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份:
1993
资助国家:
日本
项目状态:
已结题
起止时间:
1993 至 --
中文摘要
半導体の表面に光増感剤である色素を固定し、色素に光吸収を、半導体に電荷分離を役割分担させることで、可視光応答性のある不均一系光触媒の開発を試みた。この場合、色素の励起状態寿命中の電子の空間的な広がりの内に、半導体の活性点が存在することが必要となるが、半導体の表面に光増感剤である色素を固定し、色素に光吸収を、半導体に電荷分離を役割分担させることで、可視光応答性のある不均一系光触媒の開発を試みた。これら開発した増感光触媒系を利用して、これまで不均一系光触媒反応で実現されていない、可視光を用いた炭酸ガスの水による還元反応を試みた。以下に具体的な研究過程を示す。ゼオライトや粘土にイオン交換法でチタンイオンを固定化したのち、ルテニウムビピリジル錯体やポリフィリン類を細孔内に“シップ-イン-ボトル"により固定することで、色素-半導体系をゼオライト細孔、粘土層間内に設計構築した。規定されたミクロ空間内では、色素の励起電子の空間的広がりと半導体の電子受け入れ準位の空間的広がりが交差する領域を効率よく実現でき、また、静電場やホストーゲスト相互作用により色素-半導体系の安定性の向上が実現できた。これを光触媒として可視光を利用した、炭酸ガスと水から、メタン、メタノールの定常的な合成を試みた。また、固定色素や半導体からの発光の収率と寿命の測定、光照射下でのESR測定やIR測定により反応中間体を検討し、ミクロ空間内での電子移動や光触媒反応機構を明確にすることで、ミクロ空間内に可視光応答の光触媒系を構築するための知見を得ることができた。
英文摘要
半導体の表面に光増感剤である色素を固定し、色素に光吸収を、半導体に電荷分離を役割分担させることで、可視光応答性のある不均一系光触媒の開発を試みた。この場合、色素の励起状態寿命中の電子の空間的な広がりの内に、半導体の活性点が存在することが必要となるが、半導体の表面に光増感剤である色素を固定し、色素に光吸収を、半導体に電荷分離を役割分担させることで、可視光応答性のある不均一系光触媒の開発を試みた。これら開発した増感光触媒系を利用して、これまで不均一系光触媒反応で実現されていない、可視光を用いた炭酸ガスの水による還元反応を試みた。以下に具体的な研究過程を示す。ゼオライトや粘土にイオン交換法でチタンイオンを固定化したのち、ルテニウムビピリジル錯体やポリフィリン類を細孔内に“シップ-イン-ボトル"により固定することで、色素-半導体系をゼオライト細孔、粘土層間内に設計構築した。規定されたミクロ空間内では、色素の励起電子の空間的広がりと半導体の電子受け入れ準位の空間的広がりが交差する領域を効率よく実現でき、また、静電場やホストーゲスト相互作用により色素-半導体系の安定性の向上が実現できた。これを光触媒として可視光を利用した、炭酸ガスと水から、メタン、メタノールの定常的な合成を試みた。また、固定色素や半導体からの発光の収率と寿命の測定、光照射下でのESR測定やIR測定により反応中間体を検討し、ミクロ空間内での電子移動や光触媒反応機構を明確にすることで、ミクロ空間内に可視光応答の光触媒系を構築するための知見を得ることができた。
期刊论文(1)
专著(0)
科研奖励(0)
会议论文
Nobuhiro NEGISHI: "Characterization of Copper Ion Catalyst Encapsulated in SiO2 Matrics by Sol-Gel Method and Their Photocatalytic Activity." Journal of Physical Chemistry. 97. 5211-5212 (1993)
Nobuhiro Negishi:“通过溶胶-凝胶法表征封装在 SiO2 基质中的铜离子催化剂及其光催化活性。”
DOI:
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发表时间:
期刊:
影响因子:
--
作者:
[]
通讯作者:
塩基性ポリマーを内包する中空ナノ空間を活用した協奏的触媒の設計とCO2資源化
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批准号:22H00275
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项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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资助金额:$27.12万
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财政年份:2022
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负责人:山下 弘巳
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依托单位:
水素貯蔵分子からの水素生成のための単一原子合金プラズモン触媒
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批准号:21F21042
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项目类别:Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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资助金额:$1.41万
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财政年份:2021
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负责人:山下 弘巳
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依托单位:
高効率水素生成を駆動するナノ構造制御した可視光応答型金属触媒の開発
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批准号:17F17381
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项目类别:Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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资助金额:$1.41万
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财政年份:2017
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负责人:山下 弘巳
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依托单位:
表面プラズモン共鳴を利用するナノ構造制御した可視光応答型光触媒の開発
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批准号:12F02075
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项目类别:Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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资助金额:$1.47万
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财政年份:2012
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负责人:山下 弘巳
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依托单位:
ナノ構造制御した可視光応答型光触媒の開発と太陽光エネルギーの有効利用
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批准号:12F02383
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项目类别:Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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资助金额:$1.47万
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财政年份:2012
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负责人:山下 弘巳
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依托单位:
表面ナノ構造制御したポーラス薄膜による超親水性・疎水性界面の設計
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批准号:21656207
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项目类别:Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
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资助金额:$2.05万
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财政年份:2009
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负责人:山下 弘巳
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依托单位:
シングルサイト光触媒を利用するナノサイズ合金の創製
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批准号:18656238
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项目类别:Grant-in-Aid for Exploratory Research
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资助金额:$2.11万
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财政年份:2006
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负责人:山下 弘巳
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依托单位:
ゼオライト薄膜に固定化した分子サイズ光触媒の極微構造と反応のダイナミクス
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批准号:17034036
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项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
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资助金额:$2.88万
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财政年份:2005
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负责人:山下 弘巳
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依托单位:
構造規定されたゼオライトのミクロ細孔を分子反応場とする不斉光化学反応の制御
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批准号:16656251
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项目类别:Grant-in-Aid for Exploratory Research
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资助金额:$2.11万
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财政年份:2004
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负责人:山下 弘巳
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依托单位:
構造修飾したゼオライト細孔を反応場とする吸着分子の光化学過程の制御
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批准号:12042271
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项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
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资助金额:$2.24万
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财政年份:2000
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负责人:山下 弘巳
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依托单位:
金属イオン注入による酸化物半導体薄膜・単結晶の光触媒特性の制御と作用機構の解明
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批准号:11118266
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项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
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资助金额:$0.96万
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财政年份:1999
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负责人:山下 弘巳
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依托单位:
イオン工学的技法を利用する酸化チタン光触媒-活性炭素繊維の創製と環境浄化への応用
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批准号:11124236
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项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
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资助金额:$1.15万
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财政年份:1999
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负责人:山下 弘巳
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依托单位:
単結晶酸化物半導体の表面を利用した光触媒作用機構の解明
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批准号:09237258
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项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
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资助金额:$0.96万
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财政年份:1997
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负责人:山下 弘巳
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依托单位:
イオンビームを利用した活性炭細孔内への半導体光触媒の固定
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批准号:09243232
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项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
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资助金额:$1.28万
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财政年份:1997
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负责人:山下 弘巳
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依托单位:
ゼオライト細孔内に構築した光触媒による低濃度NOxの直接分解除去
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批准号:08232271
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项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
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资助金额:$1.41万
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财政年份:1996
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负责人:山下 弘巳
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依托单位:
イオンプレーティングによる半導体光触媒への可視光応答性の付与
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批准号:08750911
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项目类别:Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
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资助金额:$0.7万
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财政年份:1996
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负责人:山下 弘巳
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依托单位:
ミクロポア内に構築した光触媒による常温でのNO_x分解とCO_2の還元固定
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批准号:07242264
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项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
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资助金额:$1.41万
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财政年份:1995
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负责人:山下 弘巳
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依托单位:
アモルファス合金を原材料とする網目状金属薄膜の製造
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批准号:02750583
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项目类别:Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
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资助金额:$0.58万
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财政年份:1990
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负责人:山下 弘巳
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依托单位:
国内基金
海外基金
自支撑铋基光触媒晶体氧空位增速甲苯高效酚化-抑苯机制研究
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批准号:52260016
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项目类别:地区科学基金项目
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资助金额:33万元
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批准年份:2022
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负责人:杨丽霞
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依托单位:
上转换纳米光触媒及纳米药物的设计、合成与性能研究
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批准号:21273203
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项目类别:面上项目
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资助金额:80.0万元
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批准年份:2012
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负责人:李正全
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依托单位:
水份解制氢的光触媒陶瓷材料研究
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批准号:50206007
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:8.0万元
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批准年份:2002
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负责人:付明
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依托单位: