二段階光励起型光触媒系による可視光照射下での水の完全分解反応

1.ロジウムドーピングチタン酸ストロンチウム光触媒とバナジン酸ビスマス光触媒および鉄イオン酸化還元対電子伝達系を組み合わせた水分解用二段階光励起型光触媒系の水素生成光触媒であるロジウムドーピングチタン酸ストロンチウム光触媒について,ソフトプロセスである水熱合成法およびクエン酸錯体を用いた錯体重合法による高活性化を検討した。水熱合成法では,水熱処理により得られた前駆体にストロンチウムを添加して焼成することで,鉄イオンを電子伝達系に用いた二段階光励起型光触媒系の光触媒活性が飛躍的に向上することを見出した。錯体重合法により合成した光触媒の場合でも同様に,原料のストロンチウムを4%程度過剰にして合成した場合に,鉄イオンを電子伝達系に用いた二段階光励起型系の光触媒活性が,水熱合成法により合成した場合と同程度に高くなることを見出した。これらのロジウムドーピングチタン酸ストロンチウムを用いた二段階光励起型光触媒系の420nmにおける量子収率は約4%であり,本研究にて高効率化に成功した。2.ロジウムドーピングチタン酸ストロンチウム光触媒とバナジン酸ビスマス光触媒を用いた二段階光励起型光触媒系の鉄イオンに代わる電子伝達系を検討した。その結果,コバルトのビピリジンおよびフェナントロリン錯体が,有効に働く電子伝達系であることを見出した。コバルト錯体を用いた二段階光励起型光触媒系について,様々な光触媒の組み合わせを検討したが,ロジウムドーピングチタン酸ストロンチウム光触媒とバナジン酸ビスマス光触媒以外の組み合わせでは,反応は進行しなかった。

1.ロジウムドーピングチタン酸ストロンチウム光触媒とバナジン酸ビスマス光触媒および鉄イオン酸化還元対電子伝達系を組み合わせた水分解用二段階光励起型光触媒系の水素生成光触媒であるロジウムドーピングチタン酸ストロンチウム光触媒について,ソフトプロセスである水熱合成法およびクエン酸錯体を用いた錯体重合法による高活性化を検討した。水熱合成法では,水熱処理により得られた前駆体にストロンチウムを添加して焼成することで,鉄イオンを電子伝達系に用いた二段階光励起型光触媒系の光触媒活性が飛躍的に向上することを見出した。錯体重合法により合成した光触媒の場合でも同様に,原料のストロンチウムを4%程度過剰にして合成した場合に,鉄イオンを電子伝達系に用いた二段階光励起型系の光触媒活性が,水熱合成法により合成した場合と同程度に高くなることを見出した。これらのロジウムドーピングチタン酸ストロンチウムを用いた二段階光励起型光触媒系の420nmにおける量子収率は約4%であり,本研究にて高効率化に成功した。2.ロジウムドーピングチタン酸ストロンチウム光触媒とバナジン酸ビスマス光触媒を用いた二段階光励起型光触媒系の鉄イオンに代わる電子伝達系を検討した。その結果,コバルトのビピリジンおよびフェナントロリン錯体が,有効に働く電子伝達系であることを見出した。コバルト錯体を用いた二段階光励起型光触媒系について,様々な光触媒の組み合わせを検討したが,ロジウムドーピングチタン酸ストロンチウム光触媒とバナジン酸ビスマス光触媒以外の組み合わせでは,反応は進行しなかった。