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。

在这项研究中，我们旨在开发新的功能材料，以利用无机材料的二维结构各向异性。尽管不可能在正面和背面准备具有不同功能的板状颗粒，但最初的目的是准备利用二维各向异性结构的特性的颗粒，并将其应用于光催化反应。 1。一种使用钛纳米片作为前体的氧化二氧化钛制备的新方法。使用通过剥离鳞翅目型分层钛酸盐获得的钛酸纳米片的负电荷，将铵离子植入纳米片中的复合物。通过钙化该络合物制备的氮掺杂氧化钛氧化钛含有比通常的制备法中的氮阴离子物种更多。但是，已经发现，大量的氮阴离子物种没有显示出高可见光诱导的光催化活性。还揭示了可见的光诱导的光催化活性在存在电子受体的存在下增加。 2。通过在较强的酸性条件下对硝酸盐和钨钠的热液处理，我们成功制备了具有薄而凝聚力的球形结构的多晶型二晶型钨。这些颗粒是由许多二维板结构构造的，并具有较大的特定表面积。评估了光催化活性，并发现其具有与氧化钛相当的高活性。这表明电子孔对重组中心的数量在板结构中很小。该材料有可能成为高度活跃，可见的光响应光催化剂，并计划将来继续研究和开发。

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