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二重励起光音響分光法の開発と光触媒材料への応用

Research Project

Project/Area Number 18655050
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Functional materials chemistry
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

大谷 文章  Hokkaido University, 触媒化学研究センター, 教授 (80176924)

Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥3,700,000 (Direct Cost: ¥3,700,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2006: ¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
Keywords光音響分光 / 光励起 / 再結合 / 結晶欠陥 / 再結合中心 / 反応熱測定 / チタンイオン / 酸素酸化反応 / 光音響分光法 / 酸化チタン / 三価チタンイオン / 表面過酸化物 / 二重励起 / 反応中間体
Research Abstract

昨年度の研究によって,(1)二重励起光音響分光法の基礎を確立し,測定装置の最適化を行った.(2)時間分解測定により,酸化チタン中に蓄積する電子の量およびこれらが酸素と反応する速度についての情報が得られることを明らかにした.本年度はとくに(2)についての検討に力点をおいて研究をすすめ,(a)メタノールなどの電子供与体存在下での二重励起条件(連続光をUV-LEDによる紫外光とする)における時間変化を追跡し,可視光に生じる蓄積電子(三価のチタンイオン)による吸収の飽和値を見つもる方法を確立した.これによって酸化チタンなどの光触媒中の結晶欠陥量の指標をえることができた.つぎに(b)いったん蓄積させた状態で紫外光照射を中止し,酸素との反応によって三価のチタンイオン種が消失する過程を追跡し,光触媒試料によるちがいを明らかにする.この消失速度は光触媒の還元能力と密接に関連していると考えられ,他の物性,特性との関係を明らかにした.これらの検討によって二重励起光音響分光法の有用性を示すとともに,光触媒の特性評価法の確立をした.さらに,光音響信号を周波数の関数として解析することにより,光触媒反応によって発生する熱を直接検出することに成功した.これは,従来の熱測定ではむずかしいものであり,酸素存在下での有機化合物の酸化反応のように発熱的な反応では検出されるが,水からの水素発生反応では検出されないことなどから,光触媒反応の解析に有用であると考えられる.

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2008 2007 2006 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] In-situ observation of photocatalytic reaction by photoacoustic spectroscopy: Detection of heat of exothermic photocatalytic reaction2008

    • Author(s)
      Murakami, N.; Abe, R.; Ohtani, B.
    • Journal Title

      Chem. Phys. Lett. 416

      Pages: 316-320

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Double-Beam Photoacoustic Spectroscopic Studies on Transient Absorption of Titanium(IV) Oxide Photocatalyst Powders2007

    • Author(s)
      Murakami, N.; Prieto-Mahaney, O. O.; Abe, R.; Torimoto, T.; Ohtani, B.
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. C 111

      Pages: 11927-11935

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Photoacoustic spectroscopic estimation of electron mobility in titanium(IV) oxide photocatalysts2007

    • Author(s)
      Murakami, N, Abe, R., Priet Mahaney O.P., Torimoto, T., Ohtani, B.
    • Journal Title

      Stud. Surf. Sci. Catal. (in press)

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Photoacoustic spectroscopic analysis of photoinduced change in absorption of titanium(IV) oxide photocatalyst powders : A novel feasible technique for measurement of defect density2006

    • Author(s)
      Murakami, N., Prieto Mahaney, O.P., Torimoto, T., Ohtani, B.
    • Journal Title

      Chem. Phys. Lett. 426

      Pages: 204-208

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] Photoacoustic Spectroscopic Estimation of Electron Migration over Metal-Deposited Titanium(IV)Oxide Photocatalysts2007

    • Author(s)
      Naoya Murakami, Ryu Abe, Bunsho Ohtani, Teruhisa Ohno
    • Organizer
      The 12th International Conference on TiO2 Photocatalysis: Fundamentals & Applications(TiO2-12)
    • Place of Presentation
      Town & Country Resort, San Diego(アメリカ合衆国)
    • Year and Date
      2007-09-24
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.hucc.hokudai.ac.jp/~k15391/

    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2016-04-21  

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