New transformations from ammonia on tin niobate-based photocatalysts

铌酸锡基光催化剂上氨的新转变

基本信息

  • 批准号:
    22K18312
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 15.81万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2022-06-30 至 2025-03-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

ニオブ酸スズ半導体を基盤とする光触媒により、太陽光を利用して、NH3を原料とする新しい物質変換技術を開発する。(1)NH3水溶液から硝酸を製造しながらH2ガスを生成させる反応、ならびに (2)NH3水溶液とCO2ガスから常温・常圧下で尿素を合成する反応、の二つの太陽光エネルギー蓄積型反応に挑戦する。特殊酸化サイト(Sn-N-Nb)の解析とメカニズムの解明に基づく基礎固めを行うほか、酸化サイト近傍への還元活性点の導入などの機能集積を通して活性の飛躍的な向上を目指す。これらの研究を通して、高難度反応を太陽光エネルギーにより常温で進行させる革新技術を確立し、NH3の関わる触媒化学を開拓する。2022年度は、(1)について検討した。Sn2Nb2O7触媒に水素還元法でPtを担持した触媒が両論反応(NH3 + 3H2O → 4H2 + HNO3)を定常的に進行させることを見出した。定常反応が進行する前には、H2とN2が生成すること、また、XPS測定により触媒表面の酸素原子が脱離することを明らかにした。したがって、初期反応により骨格の酸素原子が脱離した「表面酸素欠陥」が形成されることが分かった。また、定常反応中の触媒のXPS測定を行うと、Sn-N-Nbに由来するシグナルが確認された。また、定常反応中の触媒をセル内に詰め、水の存在下で光照射を行いながら赤外スペクトルを測定したところ、HNO3の生成が見られた。したがって、初期反応により形成された酸素欠陥部位にNH3が挿入され、これがHNO3を生成させるサイトとして機能することを突き止めた。DFTにもとづく計算化学も並行して行うことにより、上述のメカニズムの妥当性を確認でき始めている。
The development of new material conversion technologies for semiconductor substrates (1)NH3 aqueous solution and CO2 aqueous solution produce nitric acid, H2 gas and urea under normal temperature and pressure.(2)NH3 aqueous solution and CO2 gas produce urea under normal temperature and pressure. The analysis of special acidizing agent (Sn-N-Nb), the solution of basic solid, the introduction of active sites near acidizing agent, the functional integration of active sites, and the upward direction of activity. The research on this subject is conducted in a comprehensive and highly difficult way, and innovative technologies are established at room temperature, and NH3-related catalytic chemistry is developed. 2022,(1) Sn2Nb2O7 catalyst for the reduction of water element method Pt support catalyst for the reaction (NH3 + 3H2O → 4H2 + HNO3) is a constant process. Before the steady reaction, H2 and N2 were formed. In the early stages, the acid atoms of the bone lattice were separated from each other, and the surface acid atoms were formed. The XPS determination of the catalyst in the steady state reaction was carried out and the origin of Sn-N-Nb was confirmed. In the presence of water, the catalyst in the steady state reaction can be detected by light irradiation, and the formation of HNO3 can be seen. However, NH3 can be inserted into the acid deficiency site formed during the initial reaction, and this provides support and functionality for the generation of HNO3. DFT is a computational chemistry tool that can be used to determine the appropriateness of the above algorithm.

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
大阪大学大学院基礎工学研究科附属太陽エネルギー化学研究センター・平井研究室
大阪大学工学研究科太阳能化学研究中心平井实验室
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
ニオブ酸スズ光触媒によるアンモニアからの可視光水素生成
使用铌酸锡光催化剂从氨生产可见氢
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    西浦愛也;白石康浩;平井隆之
  • 通讯作者:
    平井隆之
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A new cosmic dust distribution model inside the Earth's orbit based on IKAROS-ALADDIN results
基于 IKAROS-ALADDIN 结果的新的地球轨道内宇宙尘埃分布模型
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    Hirai Takayuki
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超高速撞击产生的微波的偏振分析
  • DOI:
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Yuki Mando;Ryouhei Sakamoto;E. Soma;I. Shiota;T. Hirai;Hiroki Kurita;Koji Tanaka;M. Kawada;万戸 雄輝;坂本 凌平;相馬 央令子;塩田 一路;平井 隆之;栗田 大樹;田中 孝治;川田 昌武
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    坂本 浩捷;白石 康浩;平井 隆之
  • 通讯作者:
    平井 隆之
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  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    矢野 創;平井 隆之;岩田 翔也;中澤 淳一郎;藤井 雅之;新井 和吉;藤原 正寛;布施 綾太;五十里 哲;石川 晃寛;川端 洋輔;近藤 宙貴;三好 航太;中島 晋太郎;船瀬 龍
  • 通讯作者:
    船瀬 龍
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光活化二氧化钛表面缺陷上环氧化物的脱氧
  • DOI:
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    平川 裕章;白石 康浩;平井 隆之
  • 通讯作者:
    平井 隆之

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Metal nanoparticles/semiconductor photocatalysts for hypochlorous acid from salt water and air
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  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 15.81万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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    20K14493
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 15.81万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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  • 批准号:
    17029037
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  • 资助金额:
    $ 15.81万
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    15033244
  • 财政年份:
    2003
  • 资助金额:
    $ 15.81万
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  • 批准号:
    07855088
  • 财政年份:
    1995
  • 资助金额:
    $ 15.81万
  • 项目类别:
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  • 批准号:
    06855087
  • 财政年份:
    1994
  • 资助金额:
    $ 15.81万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
光酸化還元反応と溶媒抽出法を組み合わせた新規なレアメタルの高度分離プロセス
结合光氧化还原反应和溶剂萃取法的新型先进稀有金属分离工艺
  • 批准号:
    05855110
  • 财政年份:
    1993
  • 资助金额:
    $ 15.81万
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電解および光還元反応と溶媒抽出法を組み合わせた新規な希土類元素の高度分離プロセス
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    04855190
  • 财政年份:
    1992
  • 资助金额:
    $ 15.81万
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  • 批准号:
    03855209
  • 财政年份:
    1991
  • 资助金额:
    $ 15.81万
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    Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
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  • 批准号:
    02855236
  • 财政年份:
    1990
  • 资助金额:
    $ 15.81万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)

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    52260016
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相似海外基金

水と空気から過酸化水素を合成する機能集積型樹脂半導体光触媒
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    2024
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    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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    24KJ1436
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    2024
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    $ 15.81万
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    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
ヘテロ構造の導入により粒子内電位勾配を制御した高効率水分解用光触媒の開発
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  • 批准号:
    24KJ1470
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 15.81万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
高速電子状態スクリーニングによる高効率ポスト遷移金属光触媒の開発
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  • 批准号:
    24KJ1044
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 15.81万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
温度及び光強度制御ハイスループット実験によりプロセスを分離した光触媒探索
通过温度和光强度控制的高通量实验探索分离过程的光催化剂
  • 批准号:
    24KJ1201
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 15.81万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
レゾルシノールポリマー光触媒を用いた有機性排水処理技術の開発
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  • 批准号:
    24K08504
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 15.81万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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  • 批准号:
    24KJ0295
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 15.81万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
角度分解EELS解析の定量性向上と光触媒機能解明への応用
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  • 批准号:
    24KJ0372
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 15.81万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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  • 批准号:
    23K28257
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 15.81万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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知道了