课题基金 / 基金详情

Modification of photocatalysts with ionic liquid polymers for improving the water splitting activity

Modification of photocatalysts with ionic liquid polymers for improving the water splitting activity
离子液体聚合物修饰光催化剂以提高水分解活性
批准号：
22KF0157
负责人：
堂免 一成
金额：
$1.41万
依托单位：
Shinshu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
项目状态：
已结题
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KF0157/
关键词：
光触媒酸窒化物水分解反応水素生成可視光助触媒表面処理後処理表面修飾

项目摘要

项目成果

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再生可能エネルギーを利用した大規模水素製造技術として、粉末光触媒による太陽光水分解反応が研究されている。水分解用光触媒の量子効率を向上させるには、光触媒材料の欠陥密度の低減と表面における逆反応の抑制が必要である。本研究では、可視光応答型非酸化物光触媒に対して表面修飾・後処理を施し、高選択的かつ安定に水を分解可能な可視光応答型光触媒の開発に取り組んでいる。2021年度の研究結果を踏まえ、2022年度はSrTaO2Nの合成条件の抜本的な見直しを継続した。その結果、出発原料から炭酸塩を排し、Ta2O5とSrCl2の混合物をアンモニア気流下で加熱窒化することで、水の完全分解反応に活性なSrTaO2Nを合成できることを見出した。さらに、酸素源として作用するNaOHを添加することで、不純物であるTa3N5の含有量が減り、水分解活性が向上することがわかった。試料を分析したところ、SrTaO2NとTa3N5不純物からなることがわかったが、それぞれの成分は概ね化学量論的組成を有していることが確認された。続いて助触媒の担持法を検討した。従来、酸素生成助触媒として作用するIrO2コロイドは専ら吸着法で担持されていたが、これをマイクロ波加熱法で担持することにより水分解活性が2倍以上向上することがわかった。助触媒担持量及び順序を最適化したところ、IrO2をマイクロ波加熱法で、Ruを含浸・水素還元法で、Cr2O3を光電着法で逐次的に担持した場合に可視光水分解活性は最大となることがわかった。一連の研究成果は学術論文として発表した。
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会议论文
Water splitting system based on visible light responsive photocatalysts and carbon-based conductors
  • 批准号：
    22KF0160
  • 项目类别：
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 资助金额：
    $1.47万
  • 财政年份：
    2023
  • 负责人：
    堂免 一成
  • 依托单位：
    Shinshu University
水分解活性向上を目的とした光触媒のイオン液体高分子修飾
  • 批准号：
    21F21038
  • 项目类别：
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 资助金额：
    $1.47万
  • 财政年份：
    2021
  • 负责人：
    堂免 一成
  • 依托单位：
    Shinshu University
Unraveling the Fundamental Processes in Semiconducting Materials for Highly Active Photocatalysts
  • 批准号：
    19F19042
  • 项目类别：
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 资助金额：
    $1.47万
  • 财政年份：
    2019
  • 负责人：
    堂免 一成
  • 依托单位：
    Shinshu University
Developing Efficient Particulate Semiconductor Photocatalytic Systems for Solar Water Splitting
  • 批准号：
    19F19336
  • 项目类别：
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 资助金额：
    $1.41万
  • 财政年份：
    2019
  • 负责人：
    堂免 一成
  • 依托单位：
    Shinshu University
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