バンドエンジニアリングによる高機能光触媒材料の開発

通过能带工程开发高性能光催化材料

• 批准号: 06F06608
• 负责人: 葉 金花
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: National Institute for Materials Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06F06608/
• 关键词: 環境; エネルギー; 光触媒材料; バンド計算; 水分解; 有害有機・無機物質の分解; バンドギャップ調整; 水素発生; 可視光応答型光触媒; 水素エネルギー; 有害物質分解; ビスマス層状ペロブスカイト; 強誘電体; 有害化学物質分解; イソプロピルアルコール

平成18年9月に着任以来、物質創製の基本指針としてバンド計算を利用し、高性能な新しい可視光応答型光触媒の研究開発に携わり、環境・エネルギー問題への貢献を目指した。具体的には、太陽エネルギーの転換技術として、水分解による水素の生成や有害有機・無機物質を分解可能な新しい特性の優れた光触媒材料の開発を課題に、これまで新物質合成とその特性評価などの研究開発に専心してきた。次に、それらの結果の概要を述べる。(1)活性が高い光酸化能をもつリン酸塩半導体Ag_3PO_4を新しく見出した。その材料は、可視光照射下で、酸素発生や有機汚染物質の分解反応などにも高い活性を示した。(2)紫外線照射下では高性能なNaTaO_3バンドギャップを、LaCrO_3やLaCoO_3との固溶体合成によって調整し、可視光照射下でH_2発生に利用できるようになった。(3)酸化物Pb_2WO_5のWサイトをCrやMoに置換することによって、バンドギャップを、3.4eVから2eVまで連続的な調整に成功した。一連の置換された材料の中に、ガス状IPAの分解に有効な可視光応答型光触媒を見出した。(4)強誘電体ビスマス酸化物Bi_3TiNbO_3が紫外線照射下で酸素を効率的に発生することを見出した。更に、遷移金属の置換によって可視光照射下でIPA分解を可能にした。(5)Ptを助触媒に用いたCrドープSr_2TiO_4酸化物で可視光照射下でメタノール水溶液から水素の発生に成功した。

Pp.47-53 に September 18 years since the ren, material to create basic pointer の と し て バ ン ド calculated を using し new, high-performance な し い visible light 応 type a photocatalytic の research open 発 に with わ り, environment エ ネ ル ギ ー problem へ の contribution を refers し た. Specific に は, sun エ ネ ル ギ ー の planning in technology と し て, water decomposition に よ る の water element generated や を decompose harmful organic, inorganic material may な new し い features の optimal れ た photocatalytic materials の open 発 に を subject, こ れ ま で new material synthesis と そ の characteristics evaluation 価 な ど の research open 発 に 専 heart し て き た. The summary of the に and それら <s:1> results を states that べる. (1) The active が high <s:1> photo-acidification energy を リ リ リ <s:1> acid salt semiconductor Ag_3PO_4を new <s:1> く was found to be た た. The そ <s:1> material, under the irradiation of visible light, で, acid and acid generate や organic pollutants <s:1> decomposition reaction 応な <s:1> に に <s:1> high <s:1> activity を shows た. (2) under ultraviolet light で は high-performance な NaTaO_3 バ ン ド ギ ャ ッ プ を, LaCrO_3 や LaCoO_3 と の solid solution synthesis に よ っ て adjusting し, under visible light irradiation で H_2 発 raw に using で き る よ う に な っ た. (3) acidification Pb_2WO_5 の W サ イ ト を Cr や Mo に replacement す る こ と に よ っ て, バ ン ド ギ ャ ッ プ を, 3.4 eV か ら 2 eV ま で even 続 な adjustment に successful し た. The に and ガス IPA samples in the された material <s:1> were continuously replaced to decompose the に effective な visible light 応 type photocatalyst を, and the た was observed. (4) strong electricity body ビ lure ス マ ス acidification content Bi_3TiNbO_3 が under ultraviolet light で acid element を sharper rate に 発 raw す る こ と を shows し た. Further に, metal migration <s:1> displacement によって, でIPA decomposition を under visible light irradiation, possibly に た た. (5) Pt を help catalyst に い た Cr ド ー プ Sr_2TiO_4 acidification content で under visible light irradiation で メ タ ノ ー ル aqueous か ら water element の 発 life に success し た.

项目成果

光触媒材料センターのHP

光触媒材料中心HP

特許

专利

• 发表时间: 2008

Band gap tuning of Na_<1-x>La_xTa_<1-x>Co_xO_3 solid solutions for visible light Photocatalysis

可见光光催化Na_<1-x>La_xTa_<1-x>Co_xO_3固溶体的带隙调节

• 发表时间: 2007
• 期刊: Applied Physics Letters 91
• 作者: Zhiguo Yi;Jinhua Ye
• 通讯作者: Jinhua Ye

Research and Development of New Photocatalystic Materials

新型光催化材料的研发

• 发表时间: 2007
• 作者: 易志国;葉金花;加古哲也;王徳法;姚偉峰;鄒志剛
• 通讯作者: 鄒志剛