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水の光分解反応を指向した新規可視光応答型光触媒の研究開発

用于水光解反应的新型可见光响应光催化剂的研发

基本信息

批准号：
07J02395
负责人：
前田和彦
金额：
$ 1.22万
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：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2009
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J02395/
关键词：
光触媒水分解可視光水素製造カーボンナノ粒子

项目摘要

太陽エネルギーと粉末光触媒による水の分解反応は、クリーンな水素を製造するための究極の反応として注目されている。通常、水の分解反応に際しては、光触媒"本体"に気体生成活性サイトとして働く微量の金属成分を担持したものが用いられるが、光触媒"本体"の構成成分として金属種を全く含まない材料(例えば有機化合物)が水の分解反応に用いられた例はほとんど知られていない。本年度は、有機高分子であるカーボンナイトライト(C_3N_4)を光触媒"本体"として適用し、水の分解反応に対する光触媒活性を調べだ。尚、この研究はX.Wang博士、M.Antonietti教授(ドイツMax-Planck研究所)との共同研究である。C_3N_4は、450nm付近に吸収端をもつ黄色の粉末である。この材料に水素生成の活性サイトとして働く白金ナノ粒子を担持すると、420nm以上の可視光照射下でメタノールなどの電子供与剤を含む水溶液から水素を生成する安定な光触媒として機能した。また、酸化ルテニウムのナノ粒子を酸素生成反応の活性サイトとして担持すると、電子受容剤として硝酸銀を含む水溶液から酸素を安定に生成できることがわかった。このように、有機化合物を不均一系の可視光応答型光触媒として水の分解反応系に適用し、その有用性をはじめて明らかとした。また本年度は、T.E.Mallouk教授(米国ペンシルベニア州立大学)の研究室にて、水の可視光分解反応を指向した色素増感ハイブリッド型光触媒系の構築に取り組んだ。その結果、ニオブ酸ナノチューブを構成ブロックとして用いると、可視光照射により、ルテニウム錯体(増感色素)とエチレンジアミン四酢酸(電子供与試薬)を含む水溶液から水素生成が起こることを見出した。この系の性能は、従来の酸化チタンを用いた場合よりも10倍以上高く、簡便な実験操作で高い水素生成効率の達成が可能となった。

The powder photocatalyst is used to analyze the decomposition of water, water and water. In general, the decomposition of water is reversed, and the photocatalyst "bulk" is used to generate active carbon, and the photocatalyst "bulk" is responsible for the formation of trace metal components, and the photocatalyst "bulk" is used to determine the composition of the whole range of metallic materials (such as organic compounds). The water decomposition reaction is based on the chemical composition of the organic compound. This year, organic polymers were used as photocatalyst (C_3N_4), and water decomposition was used to reverse the photocatalyst activity. Dr. X.Wang and Professor M.Antonietti (Institute of Max-Planck) work together to study the subject. C_3N_4, 450nm pay close to the absorption end, yellow powder powder. The water element of the raw material is active, and the platinum particles are used to carry the hydrogen peroxide, the temperature above 420nm can be illuminated under the light, the electricity is used for the production of diazepam photocatalyst and mechanical energy under the light irradiation of the solution containing water. Lead, acidify, acid, acid, The heterogeneity of organic compounds and organic compounds is sensitive to photosensitive photocatalysis, anti-decomposition of water, and usefulness. This year, Professor T.E.Mallouk (the State University of the United States) laboratory, water can be decomposed into light, the pigment is sensitive to the pigment, and the light contact medium is of the type of light contact medium. According to the results of the experiment, the results show that the temperature is very high, and the temperature is very high. The results show that the waste water in the aqueous solution contains high concentration of water in the aqueous solution, which causes the formation of water. This is the system of performance, acidizing and acidizing. It is possible to operate a high water content production rate by using a combination of 10 times as high as possible.