ビスマスチオホスフェート材料の光電気化学および光触媒特性の研究

硫代磷酸铋材料的光电化学及光催化性能研究

• 批准号: 11F01377
• 负责人: 堂免 一成
• 金额: $ 1.28万
• 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: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11F01377/
• 关键词: 光触媒; 水分解; オキシナイトライド; ドーピング; 助触媒; 可視光; ペロブスカイト; バンドギヤップ; バンドギャップ; 水素; 光電気化学; 窒化物

半導体光触媒を用いた水の光分解は、太陽光をエネルギー源としてクリーンで再生可能なエネルギー供給できる手段として関心が高い。これまで多くの水分解光触媒が報告されてきたが、そのほとんどが紫外光励起を必要とするワイドギャップの化合物である。中には50%程度の高い量子収率で反応が進行するものもあるが、紫外光は太陽光中には少ししか含まれていないために、太陽光の高効率利用は望めない。そのため、可視光を十分に利用できる光触媒の開発が必要となる。本研究では600nm付近までの光を吸収できる化合物の中で犠牲試薬を含まない水溶液から、可視光照射下で直接水を水素と酸素に分解できることをはじめて実証した。MgドープLaTaON_2 (Mg : Ta=1:2)を上記の錯体重合法で合成したところ、Mg未ドープのものと同様にペロブスカイト構造に帰属できる生成物を単一相で得た。MgがTaに置換することにより吸収端が640nmから600nmへとブルーシフトするこが確認された。これは生成物中のN/O比が減少したことによると考えられ、価電子帯の上端が少し正の電位側にシフトし、水の酸化能力が向上すると期待できる。合成したLaMg_<1/3>Ta_2/^3O_2Nを水素生成助触媒であるRhCrOで表面修飾し、さらに非晶質TiO2を光電着法により被覆すると、水素と酸素が2:1の割合で生成することが確認された。

Semiconductor photocatalytic を with い た water の light decomposition は, sunlight を エ ネ ル ギ ー source と し て ク リ ー ン で regeneration may な エ ネ ル ギ ー supply で き る means と し て masato heart が い high. こ れ ま で more く の photocatalytic water decomposition が report さ れ て き た が, そ の ほ と ん ど が を necessary since ultraviolet excitation と す る ワ イ ド ギ ャ ッ プ の compound で あ る. High degree of 50% in に は の い quantum で 収 rate against 応 が for す る も の も あ る が は sun, uv light に は less し し か containing ま れ て い な い た め に, high sun の looking sharper rate using は め な い. Youdaoplaceholder0 ため and visible light を are very に to utilize で る る photocatalyst が to develop が necessary となる. This study で は pay nearly 600 nm ま で の light を 収 で き る compounds in の で bloods try 薬 を containing ま な い aqueous か ら, under visible light irradiation で direct water を element element に と acid decomposition で き る こ と を は じ め て card be し た. Mg ド ー プ LaTaON_2 (Mg: Ta = 1:2) を written legal で の wrong weight synthesis し た と こ ろ, Mg ド ー プ の も の と with others に ペ ロ ブ ス カ イ ト tectonic に 帰 genus で き る products を た で 単 a phase. Mg が Ta に replacement す る こ と に よ り suction 収 が 640 nm か ら 600 nm へ と ブ ル ー シ フ ト す る こ が confirm さ れ た. こ れ は の N/O than が products to reduce し た こ と に よ る と exam え ら れ, 価 electronic 帯 の upper が し is の less potential side に シ フ ト し, water の acidification capacity が upward す る と expect で き る. Synthetic し た LaMg_ < 1/3 > Ta_2 / ^ 3 o_2n を water element generated help catalyst で あ る RhCrO で surface modification し, さ ら に amorphous TiO2 を photoelectric the method に よ り coating す る と と acid, water element element が 2:1 の cut で generation す る こ と が confirm さ れ た.

项目成果

Synthesis and photocatalysis of Mg-doped LaTaON2 for water splitting

镁掺杂LaTaON2的合成及光催化水分解

• 发表时间: 2012
• 作者: Chengsi Pan;Daoai Wang;Tsuyoshi Takata;Kazunari Domen
• 通讯作者: Kazunari Domen

Synthesis and photocatalysis of Mg-doped LaTaON2 for water spliting

镁掺杂LaTaON2的合成及光催化水分解

• 发表时间: 2013
• 作者: C. Pan;T. Takata;K. Domen
• 通讯作者: K. Domen