コアシェル構造を有する複合型高機能光触媒材料の合成

核壳结构复合高性能光催化材料的合成

• 批准号: 09J04601
• 负责人: 林 亜実
• 金额: $ 1.34万
• 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: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J04601/
• 关键词: 太陽光エネルギー; 光触媒; 液液界面電荷移動; VCTIES; フラーレン; アニオン回収; 液液界面ボルタンメトリー法; 陰イオン回収; 構造制御; コアシェル構造; 水素エネルギー

申請者は、自然エネルギーから我々が利用できる形のエネルギーを取り出す手法として、半導体材料を用いた太陽光エネルギーの高効率変換手法の確立を検討しており、特に光触媒材料による水素エネルギーへの変換に着目している。更に、そのエネルギーが実際に次世代エネルギーとして利用されるためには製造プロセスが循環型であり、繰り返し利用が可能である必要があると考えている。そこで申請者は、光触媒材料の高効率化と硫化水素の分解を元とした硫黄循環型水素製造システムの構築を目標とした。この目標を達成するために、本年度において1.ストラティファイド半導体材料を用いた高効率・高耐久性光電気化学太陽電池の構築、および2.炭素クラスターによるポリ硫化物イオン回収プロセスの反応メカニズムの解明、3.液液界面近傍におけるイオン移動を利用した工業材料への変換に取り組んだ。それぞれの成果を以下に示す。1.ストラティファイド半導体材料による光電気化学太陽電池の構築前年度までに合成に成功したストラティファイド型半導体材料(CdS)を光電極材料として選択し、電解質溶液にポリ硫化物イオンを含有する水溶液を選択することによって、光電気化学太陽電池として動作可能であることを確認した。2.炭素クラスターによるポリ硫化物イオン回収メカニズムの解明これまでの研究によって、有機相中に存在するフラーレンが、界面を隔てて存在するイオンと酸化還元反応を進行させる可能性が示唆された。更に本年度におけるVCTIES法による分析により、フラーレンが界面近傍において実際に電子を受容していること、および触媒的に作用している事を示した。3.液液界面イオン移動反応を利用した工業材料の合成水相中のポリ硫化物イオンが、1,2-ジクロロエタンにより効率的に濃縮されることを見出し、多硫化ゴムとして回収することに成功した。

The applicant is interested in establishing a method for obtaining a high efficiency conversion of a semiconductor material by using a solar light source and a special photocatalyst material by using a solar light source. In addition, it is necessary for the next generation to produce and utilize the cycle type of production and utilization. The applicant is interested in the construction of a high efficiency photocatalyst material and a sulfur cycling water element production system. This year, the objectives were achieved: 1. construction of high efficiency and high durability photovoltaic solar cells for semiconductor materials; 2. solution of carbon emission; 3. transformation of industrial materials for use of liquid/liquid interface. The results are shown below. 1. Successful synthesis of semiconductor materials for photovoltaic solar cells prior to construction and confirmation of the possibility of operation of photovoltaic solar cells for photovoltaic semiconductor materials (CdS) for photovoltaic electrode materials and aqueous solutions containing sulfide in electrolyte solutions. 2. The study of the reaction of carbon and sulfide in organic phase indicates the possibility of the reaction of acid and sulfide in organic phase. In addition, this year's VCTIES analysis shows that the interaction between electrons and catalysts is very important. 3. The liquid-liquid interface reaction was successfully applied to the synthesis of sulfides in aqueous phase of industrial materials.

项目成果

Application of CdS nanoparticles synthesized by Polyol process to wet solar cell

多元醇法合成CdS纳米粒子在湿式太阳能电池中的应用

• 发表时间: 2010
• 作者: 林亜実;高橋英志;田路和幸;Tsugumi Hayashi
• 通讯作者: Tsugumi Hayashi

フラーレンを用いた金属イオンの新規回収法の検討

富勒烯回收金属离子新方法的研究

• 发表时间: 2010
• 作者: 林亜実;高橋英志;田路和幸
• 通讯作者: 田路和幸

Recovery of poly sulfide anions in basic solution produced by the decomposition of H_2S by fullerene

富勒烯分解H_2S产生的碱性溶液中多硫阴离子的回收

• 发表时间: 2010
• 期刊: Carbon (未定, 掲載決定)
• 作者: 林亜実;高橋英志;田路和幸;Tsugumi Hayashi ; Yohei Baba ; Toshiharu Taga ; Akira Kishimoto ; Hideyuki Takahashi ; Kazuyuki Tohji
• 通讯作者: Tsugumi Hayashi ; Yohei Baba ; Toshiharu Taga ; Akira Kishimoto ; Hideyuki Takahashi ; Kazuyuki Tohji

フラーレンを用いたポリ硫化物イオンの回収

使用富勒烯回收多硫离子

• 发表时间: 2011
• 作者: 林亜実;高橋英志;田路和幸
• 通讯作者: 田路和幸

Electron-accepting properties of fullerenes at the interface of two immiscible electrolyte solutions

富勒烯在两种不混溶电解质溶液界面处的电子接受特性

• 发表时间: 2011
• 作者: Tsugumi Hayashi;Tomohiko Okugaki;Hideyuki Takahashi;Kohji Maeda;Kazuyuki Tohji
• 通讯作者: Kazuyuki Tohji