ナノ構造制御した可視光応答型光触媒の開発と太陽光エネルギーの有効利用

纳米结构控制可见光响应光催化剂的开发及太阳能的有效利用

• 批准号: 12F02383
• 负责人: 山下 弘巳
• 金额: $ 1.47万
• 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: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12F02383/
• 关键词: 酸化モリブデン; プラズモン; 光触媒; ナノ触媒; ナノシート; 水素生成; 可視光; 光エネルギー; メソポーラスシリカ; ゼオライト; ナノ細孔; ナノ粒子; テンプレート

本研究では、光触媒に焦点をしぼり、局在表面プラズモン共鳴(localized surface plasmon resonance: LSPR)効果による飛躍的な触媒活性向上を目指している。LSPRは、金属ナノ粒子の表面自由電子の集団振動が、特定の波長の光と共鳴し、さらに電子の振動によって分極が起こり、粒子表面近傍に著しく増強された電場が発生する現象である。一般的には、Au, Agなどの金属ナノ粒子、ナノロッドで観測される現象であるが、近年の研究により一部の高濃度にドープされた半導体酸化物においても観測されることが知られている。光応答と触媒活性特性を兼ね備えたプラズモニックナノ材料の設計は、可視光駆動型光触媒のために非常に重要である。このような背景の下、具体的に以下の研究を実施してきた。（1）非金属系モリブデン酸化物プラズモニックナノ材料(MoO3-x)の合成と光触媒特性評価表面保護剤や界面活性剤の添加なしに非金属系モリブデン酸化物ナノシート(MoO3-x)を合成し、この材料が680 nm付近にLSPRに由来する強力な可視光吸収を示すことを見出した。（2）MoO3-x上に金属ナノ粒子を固定化することによる、プラズモン増強型光触媒の創製モリブデン酸化物ナノシートの有する強いプラズモン吸収とPdナノ粒子の高い触媒能を組み合わせたハイブリッド型光触媒（Pd/MoO3-x）において、酸化・還元操作によってモリブデン酸化物ナノシートのキャリア濃度を変更することによりプラズモン吸収を可逆的に調製可能であることが明らかとなった。

In this study, the effect of localized surface plasmon resonance (LSPR) on photocatalyst activity was studied. LSPR is a phenomenon in which the collective vibration of free electrons on the surface of metal particles, the resonance of light at specific wavelengths, the polarization of electrons, the increase of electric field near the surface of particles, and the generation of electric field occur. In recent years, research has been carried out on a part of the semiconductor acid compounds with high concentration. The design of photoactive materials is very important for their catalytic properties. The background and concrete research of this paper are as follows: (1) Synthesis and Photocatalytic Properties Evaluation of Non-metallic Acid Compounds (MoO3-x) Surface Protection Agents and Interfacial Active Agents Addition of Non-metallic Acid Compounds (MoO3-x) Synthesis and Strong Visible Light Absorption of Non-metallic Acid Compounds (MoO3-x) at 680 nm (2) Immobilization of metal particles on MoO3-x and creation of enhanced photocatalyst.(Pd/MoO3-x) Acidification, acidification, reduction operation, acidification, absorption, reversible modulation, and concentration.

项目成果

Visible Light-Enhanced Dehydrogenation of Ammonia Borane in Molybdenum Oxide Nanostructure

氧化钼纳米结构中氨硼烷的可见光增强脱氢

• 发表时间: 2014
• 作者: Hefeng Cheng;Takashi Kamegawa;Kohsuke Mori,Hiromi Yamashita;Md. Nazrul Islam;Hefeng Cheng,Takashi Kamegawa,Kohsuke Mori,Hiromi Yamashita
• 通讯作者: Hefeng Cheng,Takashi Kamegawa,Kohsuke Mori,Hiromi Yamashita

Visible Light-Enhanced Dehydrogenation of Ammonia Borane in Molybdenum Oxide Nanostructure

氧化钼纳米结构中氨硼烷的可见光增强脱氢

• 发表时间: 2013
• 作者: Hefeng Cheng;Takashi Kamegawa;Kohsuke Mori;Hiromi Yamashita
• 通讯作者: Hiromi Yamashita

Surfactant-Free Nonaqueous Synthesis of Plasmonic Molybdenum Oxide Nanosheets with Enhanced Catalytic Activity for Hydrogen Generation from Ammonia Borane under Visible Light

• DOI: 10.1002/anie.201309759
• 发表时间: 2014-03-10
• 期刊: ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION
• 影响因子: 16.6
• 作者: Cheng, Hefeng;Kamegawa, Takashi;Yamashita, Hiromi
• 通讯作者: Yamashita, Hiromi

Plasmonic Nanocatalysts for Efficient H2 Production from Ammonia Borane under Visible Light Irradiation

等离激元纳米催化剂在可见光照射下利用硼烷氨高效生产氢气

• 发表时间: 2014
• 作者: Yoshiko Itabashi;Shiori Sasaki;Yasushi Kiyoki;Hefeng CHENG,Kojiro FUKU,Yasutaka KUWAHARA,Takashi KAMEGAWA,Kohsuke MORI,○Hiromi Yamashita
• 通讯作者: Hefeng CHENG,Kojiro FUKU,Yasutaka KUWAHARA,Takashi KAMEGAWA,Kohsuke MORI,○Hiromi Yamashita

Visible Light‐Enhanced Dehydrogenation of Ammonia Borane on Molybdenum Oxide Nanostructure

氧化钼纳米结构上氨硼烷的可见光增强脱氢

• 发表时间: 2014
• 作者: Hefeng Cheng;Takashi Kamegawa;Kohsuke Mori,Hiromi Yamashita
• 通讯作者: Kohsuke Mori,Hiromi Yamashita