アモルファス酸化チタンの特異的な表面構造と水溶液中における光反応メカニズムの解明

阐明非晶态氧化钛独特的表面结构和水溶液中的光反应机理

• 批准号: 08J01509
• 负责人: 辻 悦司
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J01509/
• 关键词: アモルファス; 赤外吸収分光法; In-situ測定; 表面ラフニング; 電気化学; TiO_2; 表面化学; RuO_2

これまで単結晶や多結晶のTiO_2に関しては、本多・藤嶋効果の発見から、非常に数多くの研究が行われてきた。一方、アモルファスTiO_2に関してはバルクに存在するダングリングボンドや構造欠陥などが、再結合中心として働いてしまうために不活性であると考えられ、その光電気化学特性について深く研究されることはなかった。しかし、表面構造化学の観点から見れば、必ずしもそうであるとは限らない。実際に申請者は作製条件を工夫することで、光水分解活性のあるアモルファスTiO_2の作製に成功している。本研究では、アモルファスと結晶との表面構造の違いが光触媒活性にどのような影響を与えるかについて明らかにすることを目的とする。本年度は、前年度に引き続き、水溶液中でのIn-situ測定および光触媒活性の測定を行った。まず始めに前年度に構築した光電気化学測定条件下でのIn-situ全反射赤外分光システムを利用したが、残念ながら明確な結論には至らなかった。一方、アモルファス表面に類似した構造として、原子レベルで表面構造が乱れた(表面ラフニング)TiO_2と、原子レベルで平坦化したTiO_2単結晶との光電気化学特性の比較も行った。その結果、酸性水溶液中において、ラフニング表面の方が原子レベル平坦面に比べ、酸素発生電位が0.2V以上負であることを見出し、より高活性であることを明らかにした。この際、フラットバンド電位の変化はあまり観測されず、このことは表面構造の違いが大きく光触媒活性に寄与していることを示唆している。また、このような光触媒活性の違いは塩基性水溶液中では観測されず、電解液のpHにより光酸素発生反応プロセスが異なっていることも明らかにした。以上のように、アモルファス構造に類似したラフニング表面においても光触媒活性の確かな向上が観測され、これまで考えられてきだような規定された表面よりも構造の乱れだ表面の方が光酸素発生反応に対して高活性であることを示した。

The results show that multiple TiO_2 crystals, Bendo and Fujimoto fruits can be found, and the number of studies is very high. On the one hand, there are significant differences between the two groups in terms of chemical properties, chemical properties. The chemical composition of the surface is very important, and it is necessary to limit the temperature. International bidders are required to make full use of the conditions, such as light-water decomposition activity, light-water decomposition activity, light and water decomposition activity, and TiO_2. In this study, the results show that the surface structure of the photocatalyst, the photocatalyst activity, the photocatalyst activity, the photocatalyst activity This year and the previous year, the determination of In-situ in aqueous solution and the determination of photocatalyst activity in aqueous solution. In the previous year, under the condition of the chemical determination of the total reflection of the In-situ, the infrared spectrometer of the total reflection of the infrared spectrum was used to analyze the results clearly and clearly. On the one hand, the surface properties are similar to those on the surface, the surface properties of the atoms, the TiO_2, the chemical properties, and the chemical properties of the surface. The results show that the temperature in acidic aqueous solution, the temperature in the surface of the acid solution, the flat surface of the atom, the potential of the acid generator above 0.2V, and the temperature of the high activity temperature are higher than 0.2V. In the international market, we need to make sure that the photocatalyst activity is high on the surface of the equipment, and that the photocatalyst activity can be sent to you. The photocatalyst activity is sensitive to the concentration of UV in the basic aqueous solution, and the pH solution is sensitive to the light acid in the solution. The above system parameters are similar to those on the surface. The photocatalyst activity is correct, and it is necessary to determine the accuracy of the surface regulation. The photoacid production is highly active.

项目成果

TiO_2上での光水分解反応の表面構造依存性と反応過程で生じる表面吸着種の観測

TiO_2光解水反应表面结构依赖性及反应过程中产生的表面吸附物质观察

• 发表时间: 2009
• 作者: 西本一恵;村木美喜;田村隆治;西本一恵;田中智行;Etsushi Tsuji;辻悦司;Etsushi Tsuji;辻悦司;辻悦司;辻悦司
• 通讯作者: 辻悦司

RuO_2酸素発生電極触媒の活性への表面局所構造の寄与

表面局域结构对RuO_2析氧电催化剂活性的贡献

• 发表时间: 2010
• 作者: 西本一恵;村木美喜;田村隆治;西本一恵;田中智行;Etsushi Tsuji;辻悦司;Etsushi Tsuji;辻悦司
• 通讯作者: 辻悦司

Correlation between surface structures and photo-generated species on TiO_2 surfaces during the photo-decomposition reaction of water

水光分解反应过程中TiO_2表面结构与光生物质的相关性

• 发表时间: 2010
• 作者: 西本一恵;村木美喜;田村隆治;西本一恵;田中智行;Etsushi Tsuji;辻悦司;Etsushi Tsuji;辻悦司;辻悦司
• 通讯作者: 辻悦司

光水分解反応に伴うTiO_2単結晶の表面ラフニングが水分解活性へ及ぼす影響

TiO_2单晶表面粗糙化对光解水反应活性的影响

• 发表时间: 2011
• 作者: 西本一恵;村木美喜;田村隆治;西本一恵;田中智行;Etsushi Tsuji;辻悦司
• 通讯作者: 辻悦司

Electrocatalytic Activity for Oxygen Evolution at Amorphous RuO_2 Electrode

非晶RuO_2电极析氧电催化活性

• 发表时间: 2009
• 作者: 西本一恵;村木美喜;田村隆治;西本一恵;田中智行;Etsushi Tsuji;辻悦司;Etsushi Tsuji;辻悦司;辻悦司;辻悦司;辻悦司
• 通讯作者: 辻悦司