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金属ドープＳｒＴｉＯ３光触媒の構造－励起ダイナミクス－光触媒機能相関の究明

金属掺杂SrTiO3光催化剂的结构-激发动力学-光催化功能关系研究

基本信息

批准号：
15J04851
负责人：
PARK YOHAN
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Kobe University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

この研究は、次世代エネルギー源の水素を太陽光による水の完全分解に用いられる光触媒として注目を浴びているペロブスカイト構造の金属酸化物であるSrTiO3（チタン酸ストロンチウム）に固相合成法・溶媒熱合成法・融液合成法（または熔融塩合成法）で金属ドーパント（Ga3+、Ta5+）をドープし、それらのパラメーターが反応効率に及ぼす影響を究明して、より高効率の光触媒探索するための指針提出が目的である。最終年度である平成28年度は、前年度で作製した金属ドーパントをドープしたSrTiO3光触媒の物性分析結果に加えて、反応速度および化学反応メカニズムを究明するためにメチルオレンジ色素分解と励起キャリアの量を確認する実験を行った。この実験で、合成方法・金属ドーパントによって作製したSrTiO3光触媒の励起キャリアの量とメチルオレンジ色素の分解反応速度に差があることを確認した。また、前年度に引き続き、Yeungnam University（韓国）との協力により、BET・FE-SEM測定を行って、XRD・ラマン分光・ATR式のFTIRの結果と合わせて分析して各合成方法によるSrTiO3光触媒の結晶成長メカニズムを確認した。さらに、上記で得られた励起キャリア量と反応速度ど差と結晶成長メカニズムで、金属ドーパントをドープしたSrTiO3光触媒の作製パラメーターが反応効率に及ぼす影響を究明することができた。この研究で究明した知識は、光触媒に対しての知見を広げ、より高効率の光触媒の探索に活用できると考える。また、得られた知見は国際学術誌（Journal of Physical Chemistryなど）にオープンアクセスオプションを附帯して上梓する予定である。

This study is aimed at the next generation of organic compounds, such as SrTiO3, which are the source of water, the complete decomposition of water, and the use of photocatalyst. Solid phase synthesis, solvent thermal synthesis and melt synthesis are used to investigate the effects of metal ions (Ga3 +, Ta5 +) on reaction efficiency and photocatalytic activity, and to provide guidance for the exploration of high efficiency photocatalysts. In the final year of Heisei 28, the physical property analysis results of the SrTiO3 photocatalyst made in the previous year were increased, the reaction speed and chemical reaction rate were investigated, and the amount of pigment decomposition and catalytic activity was confirmed. The synthesis method of SrTiO3 photocatalyst is confirmed. The crystal growth of SrTiO3 photocatalyst was confirmed by the results of BET, FE-SEM, XRD, FTIR and ATR analysis of the previous year's cooperation with Yeungnam University (Korea). In addition, it is noted that the effect of excitation on the reaction rate and the crystal growth rate of SrTiO3 photocatalyst is studied. This research is aimed at understanding and exploring the application of photocatalyst with high efficiency. The Journal of Physical Chemistry has published a list of topics to be discussed.