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パノスコピック形態制御による新型実用高効率光触媒の開発および環境浄化への応用

全景形控新型实用高效光催化剂的研制及其在环境净化中的应用

基本信息

批准号：
08J07574
负责人：
張沛霖
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Tohoku 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

项目摘要

マイクロ波水熱法による窒素ドープ酸化チタン(TiO_<2-x>N_y)の合成および窒素ドープ酸化チタンとアタパルジャイト(粘土)の複合効果について検討した。高い加熱効率を持ち、反応時間と消費エネルギーの削減ができ、環境に優しいマイクロ波水熱法を用いて、TiO_<2-x>N_yを調製した。塩化チタン(TiCl_3)とヘキサンメチレンテトラアミン(HMT)を出発原料として用い、TiO_<2-x>N_yを合成し、光触媒特性に及ぼす反応条件の影響を調べた。その結果、反応に用いるHMTの量が生成物の結晶構造に大きな影響を与えることを見出し、反応条件を制御することにより、アナターゼ、ルチル、ブルッカイト等の異なる結晶構造を持つTiO_<2-x>N_yの選択合成が可能であることを示した。また、反応溶媒を水からエタノールに切り替えると、10nmぐらいのロッド状粒子や、直径約550nmの球状粒子の合成も可能であった。合成されたサンプルは高い比表面積を持ち、優れたDeNO_x活性を示した。得られた試料のうち、ルチルとアナターゼの混合相のTiO_<2-x>N_yが一番高い光触媒活性を示したが、これは異なる結晶相の粒子間の電子移動による電子-正孔の再結合抑制効果と考えられる。TiO_<2-x>N_yとアタパルジャイト(attapulgite)の複合化は水熱法、水中混合法、と乾式乳鉢混合法で試みた。水熱法では、attapulgite粉末をTiCl_3とHMTの混合溶液に分散させた後、水熱反応を行った。一方、水中混合法と乾式乳鉢混合法では、予め合成したTiO_<2-x>N_y粉末とattapulgiteとを混合した。SEMおよびTEM観察の結果により、いずれの手法で得られたサンプルでも、TiO_<2-x>N_yナノ粒子が針状attapulgite粒子上によく分散していることが確認された。Attapulgiteに僅か10wt.%のTiO_<2-x>N_yを添加することにより、光触媒活性が大幅に上昇し、更に25wt.%まで増やすと、単独のTiO_<2-x>N_yに匹敵する高いDeNO_x活性を示した。これは、attapulgiteの高い吸着能とTiO_<2-x>N_yのナノ粒子の高分散性に起因すると考えられる。アタパルジャイトは非常に安価で、既に建築材料として使用されており、TiO_<2-x>N_yとの複合化により、安価で優れた可視光応答光触媒活性を持つ材料として利用できると考えられる。

The synthesis of asphyxiating hormone, acidifying agent (TiO_<2-x>N_y), acidifying agent, acidifying agent (clay), synthesizing asphyxiant, acidifying agent, acidifying agent (clay), synthesizing asphyxiant (asphyxiant), acidifying agent (clay), synthesizing asphyxiant (asphyxiant), acidifying agent (clay), synthesizing asphyxiant (asphyxiant), acidizing, acidifying, aci High operating rate, high operating rate, high operating rate, Chemical reaction (TiCl_3), synthesis of raw materials, synthesis of TiO_<2-x>N_y, properties of photocatalyst and reaction conditions have an impact on the performance of raw materials. The results of the experiment, the results of the analysis, the results of the results, the results, the results It is possible to synthesize spherical particles with a diameter of about 550nm, and to synthesize spherical particles with a diameter of about 550nm. The synthesis was characterized by high specific surface area, high specific surface area, and high denox activity. The results show that the photocatalyst activity of TIO _ & lt;2-x>N_y is very high, and the crystal phase shows that the electrons move between the particles and the positive hole is combined with the inhibition effect. TiO_<2-x>N_y was tested by the combination of water method, water mixing method and dry milk mixing method (attapulgite). After the mixed solution of attapulgite powder TiCl_3 powder and water was dispersed, the reaction of water was carried out. One-side, water mixing method, dry emulsion mixing method, synthesis of TIO _ & lt;2-x>N_y powder, attapulgite powder, mixing method. The results of SEM TEM observation showed that the results showed that the particles were dispersed on the attapulgite particles in the shape of particles and confirmed that the particles were dispersed on the particles. Attapulgite