ナノオセロチップ:異なる表裏をもつシート状ナノ粒子の創製と光触媒反応への応用

NanoOthellochip：创建具有不同正面和背面的片状纳米粒子及其在光催化反应中的应用

• 批准号: 18850002
• 负责人: 天野 史章
• 金额: $ 1.68万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18850002/
• 关键词: 光触媒; ナノシート; 層状金属酸化物; 剥離; 窒素ドープ酸化チタン; 可視光応答性

本研究では、無機材料の二次元的な構造異方性を生かした新規機能性材料の開発を目指した。当初の目的である表裏で異なる機能をもつシート状粒子を調製することはできなかったが、二次元的な異方性構造体の特徴を生かした粒子の調製と光触媒反応への応用に成功した。1.チタン酸ナノシートを前駆体とする窒素ドープアナタース型酸化チタンの新規調製法を開発した。レピドクロサイト型層状チタン酸を剥離して得たチタン酸ナノシートの負電荷を利用して、アンモニウムイオンがナノシートに層間挿入された複合体を得た。この複合体を焼成して調製した窒素ドープアナタース型酸化チタンは、通常の調製法のものよりも結晶格子中に窒素アニオン種を多く含んでいた。しかし、窒素アニオン種を多く含むからといって高い可視光誘起光触媒活性を示す訳ではないことがわかった。また、電子受容体存在下において可視光誘起光触媒活性が増大することが明かとなった。2.硝酸ビスマスとタングステン酸ナトリウムを強酸性条件において水熱処理することにより、薄片凝集球状構造を有するタングステン酸ビスマス多結晶集合体を調製することに成功した。この粒子は、多数の二次元的なプレート構造体から構築されており、大きな比表面積を有していた。光触媒活性を評価したところ、酸化チタンに匹敵する高い活性を有していることがわかった。これは、プレート構造体において電子-正孔対の再結合中心の量が少ないことを示唆している。本材料は、高活性な可視光応答性光触媒としての可能性を有しているため、今後も研究開発を進めていく予定である。

This study で で, the な construction of inorganic materials <s:1> in the second dimension, the anisotropic を generation of た, the た new regulations for the development of functional materials <e:1>, the を target of た た. Original purpose の で あ る exterior-interior で different な る function を も つ シ ー を ト particles modulation す る こ と は で き な か っ た が, secondary yuan な different part constructs の, 徴 を raw か し た の modulation と light catalyst particles against 応 へ の 応 in に succeed し た. 1. チ タ ン acid ナ ノ シ ー ト を 駆 body before と す る smothering element ド ー プ ア ナ タ ー ス type acidification チ タ ン の を open new rules regulation law 発 し た. レ ピ ド ク ロ サ イ ト type layered チ タ を ン acid stripping し て have た チ タ ン acid ナ ノ シ ー ト の negative を using し て, ア ン モ ニ ウ ム イ オ ン が ナ ノ シ ー ト に interlayer scions into さ れ た complex を た. こ の complex を 焼 into し て modulation し た smothering element ド ー プ ア ナ タ ー ス type acidification チ タ ン は, usually の modulation method の も の よ り も in the crystal lattice に smothering element ア ニ オ ン species を く more including ん で い た. し か し, smothering ア ニ オ ン kind を く more contain む か ら と い っ て い high visible light induced を photocatalytic activity in す 訳 で は な い こ と が わ か っ た. Youdaoplaceholder0, in the presence of an electron acceptor, にお また て て visible light induces a が increase in photocatalyst activity する となった とが とが bright となった となった. 2. Nitrate ビ ス マ ス と タ ン グ ス テ ン acid ナ ト リ ウ ム を strongly acidic conditions に お い て hydrothermal 処 Richard す る こ と に よ り, chip agglutination globular structure を す る タ ン グ ス テ ン acid ビ ス マ ス more crystal aggregation を modulation す る こ と に successful し た. The <s:1> <s:1> particle, the majority of <s:1> two-dimensional なプレ なプレ ト ト structures of ト ら build されてお, and the large <s:1> な specific surface area を has て て た た た. Photocatalytic activity を review 価 し た と こ ろ, acidification チ タ ン に match す る high い active を し て い る こ と が わ か っ た. こ れ は, プ レ ー ト constructs に お い て electronic - hole is の seaborne recombination center の fewer が な い こ と を in stopping し て い る. This material は, highly active な visible light 応 a sexual photocatalytic と し て を の possibility has し て い る た め, future study open 発 も を into め て い く designated で あ る.

项目成果

Facile Hydrothermal Preparation and Photocatalytic Activity of Bismuth Tungstate Polycrystalline Flake-ball Particles

• DOI: 10.1246/cl.2007.1314
• 发表时间: 2007-10
• 期刊: Chemistry Letters
• 影响因子: 1.6
• 作者: Fumiaki Amano;Kohei Nogami;R. Abe;B. Ohtani

Nitrogen-Doped Titanium(IV)Oxide Particles as a Visible-Light- Responsive Photocatalyst Prepared from Exfoliated Titanate Nanosheets

由剥离钛酸盐纳米片制备的氮掺杂氧化钛颗粒作为可见光响应光催化剂

• 发表时间: 2008
• 期刊: Transaction of the Materials Rescarch Society of Japan 32(4)
• 作者: Atsushi Matsuda;Yuichi Takeuchi;Soji Shimizu;Nagao Kobayashi;清水宗治;Y. Nagao;Y. Nagao;長尾祐樹;内藤展寛;Y. Nagao;長尾祐樹;東中 隆二;安永 数明;安永 数明;茂木 耕作;安永 数明;安永 数明;安永 数明;安永 数明;天野史章
• 通讯作者: 天野史章

層状チタン酸を前駆体とする窒素ドープアナタース型酸化チタン粒子の合成と可視光誘起光触媒活性

以层状钛酸为前驱体合成氮掺杂锐钛矿型二氧化钛颗粒及其可见光诱导光催化活性

• 发表时间: 2007
• 作者: Atsushi Matsuda;Yuichi Takeuchi;Soji Shimizu;Nagao Kobayashi;清水宗治;Y. Nagao;Y. Nagao;長尾祐樹;内藤展寛;Y. Nagao;長尾祐樹;東中 隆二;安永 数明;安永 数明;茂木 耕作;安永 数明;安永 数明;安永 数明;安永 数明;天野史章;安永 数明;安永 数明;安永 数明;天野史章;天野史章
• 通讯作者: 天野史章

ナノシートを前駆体とするアニオンドープ酸化チタン粒子の調製と可視光誘起光触媒反応

以纳米片为前驱体制备阴离子掺杂二氧化钛颗粒及可见光诱导光催化反应

• 发表时间: 2007
• 作者: Atsushi Matsuda;Yuichi Takeuchi;Soji Shimizu;Nagao Kobayashi;清水宗治;Y. Nagao;Y. Nagao;長尾祐樹;内藤展寛;Y. Nagao;長尾祐樹;東中 隆二;安永 数明;安永 数明;茂木 耕作;安永 数明;安永 数明;安永 数明;安永 数明;天野史章;安永 数明;安永 数明;安永 数明;天野史章;天野史章;安永 数明;安永 数明;天野史章
• 通讯作者: 天野史章