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新規光触媒の開発

新型光触媒的开发

基本信息

批准号：
14F03902
负责人：
朱鴻民
金额：
$ 1.54万
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：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、可視光域で応答可能なTa窒化物およびTa窒酸化物光触媒の効率向上を目標とする。平成27年度の成果として、TaON、Ta3N5電極の試作と光電極特性の測定について述べる。Ta板を空気酸化、アノード酸化、オートクレーブ酸化を用いて酸化処理を行った。空気酸化では、550℃で10~30分間酸化を行った。アノード酸化では、0.5M H3BO3 aq.の電解浴で印加電圧を100～470 Vとした。オートクレーブ酸化では0.15M HF aq.に電極を浸漬し、240℃、高圧下で6時間保持した。酸化後の試料はNH3ガスを20～40 mL·min-1で流通し、850℃で5時間保持し、TaONとTa3N5を作製した。光源にはキセノンランプ（300W）の可視光領域を照射し、作製した試料を作用極、対極をPtメッシュ、浴をNaOH aq. (pH=12.6)として、分極測定で光電極特性を評価した。分極測定では、酸化側にわずかに分極しただけで光電流が発生した。また、光を照射したときに瞬間的に流れるチャージ電流も、ほとんど発生しなかった。アノード酸化試料において印加電圧0.1と0.8 Vのときでは、光電流の値は3.38倍になった。一方、オートクレーブ酸化試料において、印加電圧0.1と0.8 Vのときでは、光電流の値は1.54倍となり、印加電圧の依存性が小さいフラットな光電流を発生させることに成功した。これまでの研究では、外部より電圧を印加することにより水素を発生させていた。つまり、水素発生の駆動力は光だけでなく、外部電源も寄与しており、本当の意味でグリーンテクノロジーではなかった。しかし、本研究によって、電極の作製を工夫することで外部電圧なしでも水素を発生できる可能性が見えてきた。

This study aims to improve the efficiency of Ta compound photocatalyst and Ta compound photocatalyst in visible light domain. The results of Heisei 27 are described in detail in the test of TaON and Ta3N5 electrodes and the measurement of photoelectrode characteristics. Ta air acidification, acidification Acidification in air, 550℃, 10~30 minutes. Electrolytic bath of 0.5M H3BO 3aq. with voltage of 100~470 V 0.15M HF aq. Electrodes immersed at 240℃ for 6 hours at high pressure After acidification, the sample is circulated at 20~40 mL min-1, kept at 850℃ for 5 days, and processed at TaON ~ Ta3 N5. Light source: 300W visible light field: irradiation, preparation, sample: electrode: Pt: Pt (pH=12.6), polarization measurement and evaluation of photoelectrode characteristics. Polar-splitting measurements are performed on the acid side. The light is shining and the current is flowing. The voltage of the sample is 0.1 V and the photocurrent is 3.38 times higher than that of the sample. The photocurrent value is 1.54 times higher than that of the acidified sample. The dependence of the photocurrent on the voltage is small. This is the first time that we've had a chance to do this. The power of water element generation is different from that of light, external power supply is different from that of nature In this study, the electrode manufacturing time is reduced, and the possibility of water element generation due to external voltage is discussed.