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酸化チタン-金属ナノ粒子系材料が示す多色フォトクロミック現象の解析及びその応用

氧化钛-金属纳米粒子材料多色光致变色现象分析及其应用

基本信息

批准号：
05J05449
负责人：
松原一喜
金额：
$ 1.73万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2007
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05J05449/
关键词：
銀ナノ粒子表面プラズモン共鳴多色フォトクロミズム酸化チタン単結晶光触媒還元反応光電気化学原子間力顕微鏡光誘起形態変化貴金属ナノ粒子局在プラズモン共鳴吸収光触媒金属ナノ粒子表面プラズモン共鳴吸収単結晶酸化チタン光酸化還元反応

项目摘要

近年、我々は光触媒還元反応によりAgナノ粒子(AgNP)を担持させた褐色のナノポーラス酸化チタン(Ag-TiO_2)膜が、様々な色調の単色可視光照射により照射光とほぼ同様の色に着色し、紫外光照射により可逆的に元の褐色に戻すことができるといった多色フォトクロミズムを示すことを見出した。現在のところ、この発色機構にはプラズモン共鳴吸収により励起されたAgNPの電子が直接、あるいはTiO_2を介して酸素に奪われることでAgNPがAg^+に酸化される過程が重要であることは分かっているが、実際にAgNPが膜内でどのような形態変化を生起しているかは不明であった。そこで本研究では、Ag-TiO_2材料に関する詳細な反応機構解明と発色特性等の機能性の向上・制御という2つの観点から、AgNPをTiO_2単結晶表面上に光触媒析出させ、その単色可視光照射による形態変化をAFMにより直接的に観察することを目的とした。平成19年度は、フォトクロミック現象に対する相対湿度の影響について調べ、本現象にとってTiO_2単結晶表面上でのイオン伝導性が重要な役割を果たすことを明らかにした。これにより、本フォトクロミック現象が光電気化学的機構によるものであることが裏付けられた。また、これまでに得られた結果、及び知見を元に、光照射等の処理に工夫を加えることで(紫外光と可視光を同時に照射)、AgNPの形態をより明確に制御し、TiO_2単結晶上でもより鮮明な発色を得ることができた。これらは、当初に期待した以上の成果である。以上の結果に関して、国内外を問わず多くの学会にて発表しており、さらに英文誌にも投稿中(査読中)である。

In recent years, we have developed a new type of photocatalyst, namely AgNP (Ag-TiO_2) film, AgNP (Ag-TiO_2) film, AgNP film, AgNP film, AgNP Now, the color development mechanism is very important for AgNP to be acidified directly, TiO_2 to be acidified, AgNP to be acidified in the film. Therefore, the purpose of this research is to improve the functionality and control of Ag-TiO_2 materials related to detailed reaction mechanism explanation and color emission characteristics, to directly observe the precipitation of photocatalyst on the surface of AgNP TiO_2 single crystals, and to directly observe the morphological changes of AgNP under the irradiation of single-color visible light by AFM. In 2019, the effect of humidity on the TiO_2 crystal surface was studied. The mechanism of photoelectrochemistry is to change the color of the film. In addition, the processing time of AgNP, TiO_2 crystal, AgNP morphology, AgNP crystal, AgNP crystal, AgNP The results were expected. The above results are relevant to many academic institutions at home and abroad.