光催化矿化中氧化铜团簇多电子还原氧的机理-猫眼课题宝

光催化矿化中氧化铜团簇多电子还原氧的机理

批准号：

16F16719

负责人：

大谷文章

金额：

$1.41万

依托单位：

Hokkaido University

依托单位国家：

日本

项目类别：

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

财政年份：

2016

资助国家：

日本

项目状态：

已结题

起止时间：

2016-11-07 至 2019-03-31

来源：

https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16F16719/

关键词：

酸化銅クラスター酸化チタン光強度依存性ラジカル連鎖反応蓄積正孔数光触媒反応酸素の多電子還元アナタース酸化チタン多面体形状粒子

项目摘要

项目成果

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平成28年度に選定したモデル光触媒（部分プロトン交換チタン酸カリウムナノワイヤー［酸化チタン粉末の濃水酸化水溶液中での水熱反応による調製］を原料とする水熱反応によって得られる八面体形状アナタース型酸化チタンおよび塩化チタンを原料とする気相合成反応による十面体形状アナタース酸化チタン）について酸素還元の多電子移動プロセスについて，光触媒反応の速度の光強度依存性の解析を既存の高強度UV-LEDランプ（最大約330 mW/cm jを用いて行った．これまでに，酸素の還元が1電子移動の場合には，ペルオキシラジカルを連鎖担体とする連鎖反応機構にもとづいて反応速度が光強度の1/2（0.5）次となることが知られている．酸素の還元が多電子移動の場合には，1つの粒子が複数の光子を吸収する必要があるため，速度の光強度依存性が1/2次からはずれることが予測されていた．実際には，無担持の酸化チタンの場合，低強度では光触媒反応速度は光強度の一次に比例した．これは，1つの粒子あたりに2個の正孔が蓄積する確率が光強度の二次に比例して増大するため，連鎖反応機構による0.5次との乗算により一次になったと思われる．さらに強度を上げると，光触媒反応速度は光強度の0.5次に比例した．これは，ある程度の光強度となると，1つの粒子あたりにつねに2個（以上）の正孔が存在するようになるためと考えられる．一方，酸化銅クラスターを担持させると，低強度でも一次となり，中強度領域では強度を上げても速度が一定となる飽和現象が認められた．これは酸化銅クラスター表面への酸素の拡散が支配的となるためである．さらに高強度では，速度が光強度の二次に比例した．これは，酸化チタン表面で酸素の4電子還元が起こるためと考えた．

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会议论文

Multielectron oxygen reduction on copper(I) oxide-loaded titanium(IV)-oxide photocatalysts in decomposition of organic compounds

负载氧化铜（I）的氧化钛（IV）光催化剂上的多电子氧还原分解有机化合物

DOI： --

发表时间： 2018

期刊：

影响因子： --

作者：

[Wang, P. and Ohtani, B.]