可視光反応型光触媒スパッタ膜の形成と有機化合物の分解

可见光反应光催化溅射薄膜的形成及有机化合物的分解

基本信息

  • 批准号:
    04F04380
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.54万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2004
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2004 至 2006
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

昨年度に引き続き、CdS薄膜上へ形成されたTiO_2(TiO_2/CdS)光触媒二層膜、CdS薄膜上へ形成された窒素ドープTiO_2(TiO_xN_y/CdS)光触媒二層膜、等の結晶および表面微細構造、光学特性、光触媒特性を調べた。CdS薄膜は次に示す2つの異なったケミカルバス法で形成された。1)前駆体としてアンモニアを使用する方法、2)アンモニアを使用しない方法である。CdS薄膜をガラス基板上に形成し、その上にTiO_2およびTiO_xN_y薄膜を形成し、二層膜を作製した。CdS形成膜の結晶構造やバンドギャップはアンモニア量と形成条件により変化した。これらのヘテロ接合構造では、異なった半導体粒子間をキャリア(電子-正孔)が膜厚方向(膜面)に垂直に移動するために光励起キャリアの再結合が抑制され、光触媒特性が有効に改善された。TiO_2/CdS光触媒二層膜では、可視光を照射した場合、下地層のみが応答し、伝導帯へ励起された電子は不活性な状態にあるTiO_2の伝導帯へ注入される。下地層の価電子樽がTiO_2のそれよりもマイナスとなるため、CdS半導体内で形成された正孔はそこに留まり、TiO_2側へは移動できない。このことにより、2つのキャリアを有効に分離することができる。一方、TiO_xN_y/CdS光触媒二層膜では、両方の半導体が可視光に応答するため、より多くのキャリアが形成され、光触媒効率が著しく向上したと推論した。メタノールやエタノールガスは最終的には二酸化炭素と水に分解されたが、CdS/TiO_2光触媒の分解効率はTiO_2単層膜の4倍、TiO_xN_y薄膜の2倍、TiO_xN_y/CdS二層膜の分解効率はTiO_2単層膜の5倍であることが分った。CdSとTiO_2の二層構造はキャリアの分離に有効であることが示された。
Yesterday's annual に lead き 続 き, CdS thin films on へ form さ れ た TiO_2 (TiO_2 / CdS) light catalyst layer on the membrane, the CdS thin films へ form さ れ た smothering element ド ー プ TiO_2 (TiO_xN_y/CdS) photocatalytic membrane on the second floor, etc. の crystallization お よ び surface fine structure, optical properties and photocatalytic properties を べ た. The CdS thin film に shows that す2 す is <s:1> differently なったケ なったケ カ バス バス で method で is formed された. 1) before 駆 body と し て ア ン モ ニ ア を use す る methods, 2) ア ン モ ニ ア を use し な い method で あ る. CdS thin film を ガ ラ ス substrate に し, そ の on に TiO_2 お よ び TiO_xN_y を し, second film を cropping し た. The formation film of CdS has a <s:1> crystalline structure, やバ, ドギャップ, ア, ア モニア amount, と formation conditions, によ, variation, た. こ れ ら の ヘ テ ロ joint structure で は, different な っ た semiconductor particles を キ ャ リ ア (electronic - positive hole) が () at the membrane surface film thickness direction vertical に に mobile す る た め に excitation light up the キ ャ リ ア の combining が inhibit さ れ, photocatalytic properties が have sharper に improve さ れ た. TiO_2 / CdS photocatalytic membrane on the second floor で を は, visible light irradiation し た occasions, the formation の み が 応 answer し, 伝 帯 へ wound up さ れ た electronic は not activated な に あ る TiO_2 の 伝 guide 帯 へ injection さ れ る. Under formation の 価 electronic zun が TiO_2 の そ れ よ り も マ イ ナ ス と な る た め, CdS で formed in a semiconductor さ れ た is hole は そ こ に leave ま り, TiO_2 side へ は mobile で き な い. <s:1> <s:1> とによ に and 2 キャリアを キャリアを キャリアを have the effect of に to separate する とがで とがで る る る る. Party, TiO_xN_y/CdS photocatalytic membrane on the second floor で は, struck の semiconductor が visible light に 応 answer す る た め, よ り more く の キ ャ リ ア が form さ れ, light-accelerant sharper rate が し く upward し た と inference し た. メ タ ノ ー ル や エ タ ノ ー ル ガ ス は final に は 2 water acidification carbon と に decomposition さ れ た が, CdS/TiO_2 photocatalytic の decomposition rate of unseen は TiO_2 単 membrane の 4 times, 2 times, TiO_xN_y の TiO_xN_y film/CdS layer membrane の decomposition rate of unseen は TiO_2 単 membrane の 5 times で あ る こ と が points っ た. The two-layer structure of CdSとTiO_2 <s:1> キャリア キャリア <s:1> separation に is effective である である とが とが shows された.

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Optimization and Deposition of CdS Thin Films as Applicable to TiO_2/CdS Composite Catalysis
适用于TiO_2/CdS复合催化的CdS薄膜的优化与沉积
Sputtering Pressure Dependent Photocatalytic Properties of TiO_2 Thin Films
TiO_2薄膜的溅射压力依赖性光催化性能
Dependence of Target-Substrate Distance on Crystallographic and Optical Properties of WO_3 Films Prepared by Reactive RF Magnetron Sputtering
反应射频磁控溅射制备WO_3薄膜靶基距离对晶体学和光学性能的影响
  • DOI:
  • 发表时间:
    2007
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    T.Takahashi;K.Prabakar;T.Nakashima;Y.Kubota;A.Fujishima
  • 通讯作者:
    A.Fujishima
Effect of Nitrogen on the Photocatalytic Activity of TiO_xN_y Thin Films
氮气对TiO_xN_y薄膜光催化活性的影响
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高橋 隆一其他文献

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    Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)

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    $ 1.54万
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