酸化チタン光触媒表面の不純物に由来する光励起キャリアの動的挙動の解明

阐明二氧化钛光催化剂表面杂质产生的光激发载流子的动态行为

• 批准号: 10F00206
• 负责人: 村上 武利
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Kanagawa Academy of Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10F00206/
• 关键词: 光触媒; 酸化チタン; ドーピング; 再結合中心; 微粒子; コンピューターシミュレーション; ドービング; コンピューターシミューレション

本研究は理論的及び実験的な観点から、酸化チタンおよびFeドープ酸化チタンの紫外光および可視光下での光誘起キャリアの動的挙動を解明するとともに、光触媒反応が起こる際のドーパントの役割について検証する。1.酸化チタン微粒子の表面および内部に存在する再結合中心、および表面に存在する補足中心と光触媒活性との相関について、コンピューターシミューレションにより理論考察を行った。特に、酸化チタンナノチューブのケースでは拡散長が短いために、光触媒活性が向上することを理論的に明らかにした。さらに実験結果との比較からもそれが支持されることを示した。2.Feドープ酸化チタン光触媒の合成と光触媒活性について検討した。Feのドーピングにより光触媒活性が向上することがわかった。しかし、ドーピング量が過剰の場合には、逆に光触媒活性が減少することも明らかになった。したがって、Feのドーピングは適切な量が望ましいことを示した。3.階層構造を有するメソポア酸化チタン微粒子の合成とその生成メカニズムについて明らかにした。該材料はエレクトロスピニング法を用いて微粒子を作製し、さらに水熱法によって処理することでメソポアが生成した。エレクトロスピニング法の条件を変化させることで微粒子のサイズを制御できることが明らかになった。またメソポアは水熱法の反応条件によって細孔径や細孔体積が変化することを見出した。さらに光触媒活性についても調べた結果、メソポアを有することで光触媒活性が向上することが明らかになった。

Of this study は theory and び be 験 な 観 point か ら, acidification チ タ ン お よ び Fe ド ー プ acidification チ タ ン の ultraviolet お よ び under visible light で の light induced キ ャ リ ア の 挙 of move を interpret す る と と も に, photocatalytic 応 が up こ る interstate の ド ー パ ン ト の service cut に つ い て 検 card す る. 1. Acidification チ タ ン particles の surface お よ exist within the び に す る recombination centers, お よ び surface に exist す る complement center と photocatalytic activity と の phase masato に つ い て, コ ン ピ ュ ー タ ー シ ミ ュ ー レ シ ョ ン に よ り line theory investigation を っ た. に, acidification, チ タ ン ナ ノ チ ュ ー ブ の ケ ー ス で は company, taking long short が い た め に, photocatalytic activity が upward す る こ と を theory に Ming ら か に し た. The さらに experimental results と と comparison of それが ら それが それが support される とを とを とを in suggesting た た. 2.Feド ド プ プ acidification チタ <s:1> photocatalyst <s:1> synthesis と photocatalyst activity に と て検 て検 て検 seek た. The photocatalyst activity of Fe is が upward する とがわ とがわ った った った. し か し, ド ー ピ ン が グ quantity through turning の occasions に は, reverse に photocatalytic activity が reduces す る こ と も Ming ら か に な っ た. し た が っ て, Fe の ド ー ピ ン グ は appropriate amount な が hope ま し い こ と を shown し た. 3. The class a す を construction る メ ソ ポ ア acidification チ タ ン particles の synthetic と そ の generated メ カ ニ ズ ム に つ い て Ming ら か に し た. The material は エ レ ク ト ロ ス ピ ニ ン を グ method with い て を particles as し, さ ら に hydrothermal に よ っ て 処 Richard す る こ と で メ ソ ポ ア が generated し た. エ レ ク ト ロ ス ピ ニ ン グ conditions of の を variations change さ せ る こ と で particles の サ イ ズ を suppression で き る こ と が Ming ら か に な っ た. The またメソポア またメソポア hydrothermal method <s:1> reverse 応 conditions によって fine pore size や fine pore volume が variation する する とを shows that た た. さ ら に photocatalytic activity に つ い て も adjustable べ た results, メ ソ ポ ア を have す る こ と で photocatalytic activity が upward す る こ と が Ming ら か に な っ た.

项目成果

Fabrication of DSSCs using TiO2 nanoparticles and nanospheres prepared by electrospray and post-hydrothermal treatment

使用通过电喷雾和后水热处理制备的 TiO2 纳米粒子和纳米球制造 DSSC

• 发表时间: 2011
• 作者: B.Liu;et al
• 通讯作者: et al

Polymeric adsorption of methylene blue in TiO2 colloid, high-sensitive thermochromism, and selective photocatalysis

TiO2胶体中亚甲基蓝的聚合物吸附、高灵敏热致变色和选择性光催化

• 发表时间: 2012
• 期刊: Chemistry-A European Journal
• 影响因子: 4.3
• 作者: B.Liu;et al
• 通讯作者: et al

Synthesis, Characterization, and Photocatalysis of Fe-Doped TiO2 : Combined Experimental and Theoretical Study

Fe 掺杂 TiO2 的合成、表征和光催化：实验与理论相结合的研究

• 发表时间: 2012
• 期刊: J.Photoenergy
• 作者: L.Wen;et al
• 通讯作者: et al

Facile preparation of hierarchical TiO2 spherical nanostructure using the elctrospray method followed by hydrothermal treatment and photocalytic studies

使用电喷雾法轻松制备分级 TiO2 球形纳米结构，然后进行水热处理和光催化研究

• 发表时间: 2011
• 作者: B.Liu;et al
• 通讯作者: et al