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[オキシ]ナイトライド光触媒による水の可視光完全分解

使用[氧]氮化物光催化剂完全可见光分解水

基本信息

批准号：
15760575
负责人：
高田剛
金额：
$ 2.24万
依托单位：
The University of Tokyo (2004)Tokyo Institute of Technology (2003)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

ガリウム、ゲルマニウムをベースとしたオキシナイトライド、ナイトライドが光照射下で水を水素と酸素に完全分解できることが見出された。様々な前駆体と窒化方法などの合成条件を最適化した。金属酸化物を出発原料としアンモニア気流中下で焼成することにより窒化するのが最も高活性な光触媒を得るのに適していることがわかった。Ge3N4の組成で表される化合物をRuO2で修飾することにより高効率で水を水素と酸素に分解できることがわかった。Ge3N4はバンドギャップが大きく紫外光しか利用できないため、可視光を利用できる他の材料を開発する必要があった。GaN、Ge3N4はバンドギャップが大きく紫外光しか吸収しない。一方InN,SnNxはバンドギャップが小さすぎて水分解を進行させるエネルギーがなく、また光照射下で不安定な材料である。よって可視光利用のための新規光触媒材料を開発することが必要となり、新たにナイトライド系の複合材料の探索を行った。その結果、GaNとZnOの固溶体が可視光で水を完全分解できることを見出した。GaN-ZnOの固溶体はZnOとGa203の混合粉末をアンモニア気流中下で焼成することにより得られる。これはZnOが一部アンモニアにより還元され金属になり、融点の低いZn金属は溶融状態となりフラックスとして働くため固溶体が形成されることがわかった。これをもとに溶融金属をフラックスとして用い様々な複合系オキシナイトライドの合成を行った。

The water and the acid are completely decomposed under the irradiation of light. The synthesis conditions of the precursor and the method are optimized. The most active photocatalyst can be obtained from the raw material of metal acidification. The composition of Ge3 N 4 is characterized by the modification of RuO2 and the decomposition of water and acid. Ge3N4 is a new material that needs to be developed by using ultraviolet light and visible light. GaN, Ge3 N 4 are highly UV absorbing. InN,SnNx is an unstable material under light irradiation. New Photocatalyst Materials for Visible Light Utilization and Exploration of New Photocatalyst Systems As a result, GaN and ZnO solid solutions can be seen in visible light, and water can be completely decomposed. GaN-ZnO solid solution and ZnO and Ga203 mixed powder are prepared in a low temperature. For example, ZnO is a part of the metal, melting point and low Zn metal melting state, solid solution is formed. For example, if you want to melt a metal, you can use it to synthesize it.