权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

新規なヘテロ接合ナノ粒子合成経路の開発と人工光合成系への展開

新型异质结纳米粒子合成路线的开发及其在人工光合作用系统中的应用

基本信息

批准号：
16J04179
负责人：
川脇徳久
金额：
$ 7.49万
依托单位：
Kyoto 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
起止时间：
2016-04-22 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

ヘテロ接合ナノ粒子は、異種無機相界面に有機保護層からなる絶縁層を有しないため、効率的な空間電荷分離が生じる。そのため、光触媒や太陽電池などの光電気化学デバイスへ応用することで、単純に粒子を混合しただけの系に比べて高効率な性能が期待される。特に局在表面プラズモン共鳴（LSPR）を示すような金（Au）ナノ粒子は、半導体と接合することで、ホットエレクトロン注入によって光触媒活性を示す。また高い酸化安定性を持ち、自己溶解しない光触媒として機能するため注目を集めている。本研究では、高い伝導帯を持つカルコゲン化物（ZnS、CdSなど）とLSPRを示す粒子（Au、Ag）が保護剤を介さずに原子レベルで直接結合したヘテロ接合ナノ粒子を液層合成し、水分解水素生成反応への展開を試みている。異種半導体ナノ粒子の合成には、両者の格子ミスマッチが小さくなければならない。Ag2SとCdSの格子ミスマッチが比較的小さなことを利用して、Ag2SからCdS層をエピタキシャルに成長させ、さらにAg2S層の一部からSを引き抜くことによって、三相構造のAg-Ag2S-CdSヘテロナノ粒子を合成した。この粒子の励起子ダイナミクスと水分解光触媒活性を調べたところ、Ag-CdSナノ粒子に比べて、Ag-Ag2S-CdSナノ粒子は励起子寿命の伸長が見られ、33倍もの高い水素生成活性を示した。これは、CdS層で生じた励起電子がAg側へ逆電子移動する失活プロセスを、間に挟んだAg2S層が防ぎ、ホールのみをドレインするためである。Ag2S層のようなキャリア選択的なブロッキング層を利用することで、LSPRを利用した光触媒の活性を大きく向上できることを初めて明らかにした。また、Au＠ZnS＠CdSの３層構造を有したヘテロ接合ナノ粒子についても合成に成功し、AuのLSPR励起に伴うCdS層への電子注入の長寿命化を観測した。

There is an opportunity to connect particles and a variety of non-machine phase interfaces to ensure that there is a high temperature and high rate of air charge separation in space. The combination of photocatalyst and photocatalyst is better than that of high performance, high performance and high performance. The special bureau shows that the photocatalyst activity is displayed on the surface of the alloy (LSPR), the particles of the metal (Au), the bonding of the semi-solid, the injection of the photocatalyst. The high acidizing stability is maintained, and the photocatalyst is dissolved by itself. The photocatalyst is capable of paying close attention. In this study, high molecular weight compounds (ZnS, CdS) LSPR indicated that particles (Au, Ag) were used to protect particles (Au, Ag). In this study, particles were synthesized directly, hydrolysates were synthesized, and water hydrolysates were formed. Several kinds of hemispherical particles are synthesized, and the lattice is used to determine the size of the particles. The small scale of the Ag2S CdS lattice makes use of the Ag-Ag2S-CdS, the Ag2S, the CdS, the growth, the Ag2S, the three-phase, the synthesis of the particles. The activity of the hydrolytic photocatalyst, the Ag-CdS particle ratio, the life extension of the Ag-Ag2S-CdS particle exciter, and the water production activity of 33 times higher than that of the hydrolytic photocatalyst. The electrical equipment, CdS equipment, equipment The selected Ag2S photocatalyst is used to detect the activity of photocatalyst, LSPR, photocatalyst, and so on. The products of Au@ZnS@CdS and CdS have been successfully synthesized, and the CdS generator has been injected into a long-life thermostat.