高い有機物酸化分解能を持つ可視光応答型ビスマス系複合酸化物材料の創製

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本年度は、酸化ビスマス系光触媒Sr2Bi2O5の更なる高活性化を実現するために、試料の高比表面積化および多孔質化に取り組み、以下の結果を得た。(1)焼成雰囲気の影響：酸化ビスマス系材料の多くが、高い酸化物イオン伝導性を示すことからもわかるように、ビスマス系酸化物の安定性は酸素分圧に大きく依存する。すなわち、焼成雰囲気を制御することで、生成する結晶相や粒子の形態を制御できる可能性がある。そこで、ヘテロ金属多核錯体Sr[Bi(DTPA)]・nH2Oの熱分解時における焼成雰囲気（酸素、合成空気、アルゴンを選択）の影響を調べた。粉末X線回折測定の結果から、ヘテロ金属多核錯体の熱分解では空気中以上の酸素分圧が必要であることがわかった。しかしながら、いずれの試料においても比表面積はほとんど変わらず、雰囲気制御だけではSr2Bi2O5粒子の形態制御や多孔質化は難しいことがわかった。(2)異種酸化物との複合化：高比表面積を有する酸化物担体にSr2Bi2O5を担持または複合化させることによって、比表面積の増加を図った。Sr2Bi2O5がp型半導性を示すことから、異種酸化物としてはn型半導体性の酸化チタンと、金属硝酸塩を用いて合成したWO3、BiVO4、Bi2WO6およびZnFe2O4を選択した。Sr2Bi2O5と異種酸化物を機械的に混合して得られた試料粉末に関するキャラクタリゼーションを行った。その結果、単純な機械的混合では、Sr2Bi2O5を担持または複合化させるには至らず、粒子同士が接触している程度であることがわかった。本年度は、以上の難しい課題である2点について重点的に研究を進め、課題を論文にまとめるまでには至らなかったが、重要な基礎知見が得られた。