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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：
高橋隆一
金额：
$ 1.54万
依托单位：
University of Toyama
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.