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高効率太陽エネルギー変換を実現するための水分解光触媒の開発

开发水分解光催化剂实现高效太阳能转换

基本信息

批准号：
17J09365
负责人：
小寺正徳
金额：
$ 1.22万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17J09365/
关键词：
光触媒酸窒化物光電気化学

项目摘要

本研究においては, 新規な窒化プロセスを検討することで高活性な光触媒粒子の合成を目指した. これまで酸化物の窒化による酸窒化物の合成においてはつねに結晶構造の変化が伴い, その結果酸素欠陥などの多くの欠陥の導入が避けられなかった. ペロブスカイト型酸化物SrNbO3からペロブスカイト型酸窒化物SrNbO2Nへの窒化というこれまで検討されていなかった新たな窒化プロセスに着目し, 結晶構造変化を伴わない窒化手法を確立することで, より欠陥密度の小さい酸窒化物光触媒開発を目的とした. また酸素原子1つが窒素原子1つに置き換わるというシンプルな窒化反応であることに着目し, これまで明らかにされていなかった窒化プロセスに関して考察を行うことで欠陥導入のメカニズムを考察した.SrNbO3を前駆体として用いた場合においても結晶構造を維持した窒化プロセスは完全には進行せず, 不純物相への相分離を伴うことが分かった. 最終的に種々の窒化時間において窒化することで前駆体酸化物の結晶構造の違いによる窒化プロセスへの影響を定性的に考察した. 層状ペロブスカイト型構造を有するSr2Nb2O7が, 構造内に有する層間をつなぐようにして窒化が進行するのに対し, SrNbO3では窒素種はアニオンサイトの交換によりゆっくりと拡散していくと考えられる. 窒素種の導入とそれに付随して生じるアニオン欠陥は格子定数の増大をもたらし, その結果結晶内部のひずみを解消するためにクラックの生成とSr5Nb4O15相の相分離を窒化反応初期に引き起こすと考えられた. このことから結晶構造を維持した窒化を実現するためには前駆体酸化物の結晶構造と目的生成物との格子整合が重要であると考えられた.

In this study, a new method for the synthesis of highly active photocatalyst particles was proposed. The synthesis of acid compounds is accompanied by the transformation of crystal structure, and the introduction of acid compounds is avoided. A new type of SrNbO3 photocatalyst was developed with the help of a crystal structure transformation method. In the case of SrNbO3, the crystal structure is maintained and the crystal structure is completely maintained. Impurity phase separation and phase separation. The final incubation time of the seed and the effect of incubation on the crystal structure of the precursor acidified product were qualitatively investigated. Sr2Nb2O7, SrNbO3, SrNbO3, SrN The phase separation of Sr5Nb4O15 phase in the crystal interior was studied. The crystal structure of the precursor is very important.

项目成果

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专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Investigation of charge separation in particulate oxysulfide and oxynitride photoelectrodes by surface photovoltage spectroscopy

DOI：
10.1016/j.cplett.2017.03.012
发表时间：
2017-09
期刊：
Chemical Physics Letters
影响因子：
2.8
作者：
M. Kodera;Jiarui Wang;B. Nail;Jingyuan Liu;H. Urabe;T. Hisatomi;M. Katayama;T. Minegishi;F. Osterloh;K. Domen
通讯作者：
M. Kodera;Jiarui Wang;B. Nail;Jingyuan Liu;H. Urabe;T. Hisatomi;M. Katayama;T. Minegishi;F. Osterloh;K. Domen

Investigation on nitridation process of SrNbO2N particles from SrNbO3 for photoelectrochemical water splitting

SrNbO3 光电化学分解水 SrNbO2N 颗粒的氮化过程研究