新規可視光応答型高効率光触媒の研究開発

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2004年11月に来日し、新規可視光応答型高効率光触媒に関する研究開発に取り組み、この2年間の仕事を論文3報(発行済み)にまとめ、それに加えて国際誌に2報を投稿中である。光触媒材料は有害化学物質の分解や、さらには水を分解して水素と酸素を発生することも可能なために環境＆エネルギー問題の解決に貢献できる未来材料として期待されている。しかし、TiO2に代表されるこれまでの光触媒は、太陽光に極僅かしか含まれない紫外線領域でしか動作しないため変換効率が大変低い。そのため、水素製造材料としては全く期待されず、また環境浄化の面においても紫外光の少ない屋内では応用が不可能である。そこで、本研究では、自然光の約半分、屋内光のほぼ全量を占める可視光で応答する高効率な光触媒の開発を目指した。同時に、その表面ナノ構造制御、光触媒の効率評価にも取り組み、光触媒のメカニズム解明などの基礎研究も行った。研究では、まず新物質探索として結晶構造やバンド構造を予測して、種々の新規酸化物半導体を合成し、それらの材料の物理特性や光触媒特性を評価した。物理特性の評価には、X線回折法、紫外-可視吸収分光法、ラマン分光法などを用いた。また、光触媒能の評価では、水分解による酸素や水素の発生効率や各種有機有害物の分解活性を測定し、物質開発にそれらの結果をフィードバックし、CaBiVMO_8(M=W, Mo)やCsLaSrNb_2NiO_9などの新規光触媒の開発に成功した。