Development of QDs/nanosheet heterostructures visible-light photocatalysis for water-splitting
| Project/Area Number |
18F18337
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 外国 |
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| Review Section |
Basic Section 36010:Inorganic compounds and inorganic materials chemistry-related
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
勝又 健一 東京理科大学, 基礎工学部材料工学科, 准教授 (70550242)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
KHAN SOVANN 東京理科大学, 総合研究院, 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2018-11-09 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2020: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2018: ¥300,000 (Direct Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 半導体ナノシート / ソルボサーマル / 水分解 / 光触媒 / 量子ドット / 酸化チタン / 水素生成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、ボトムアップ法による多孔質ナノシート合成と液相プロセスによる量子ドット合成を融合して量子ドット/ナノシートヘテロ構造体を創製し、太陽光エネルギーで水を分解して水素を生成できる光触媒を開発することである。具体的には、以下の研究項目を実施する。
・有機テンプレートを用いたZnSまたはZnO多孔質ナノシートの合成
・ハイドライド系量子ドットと多孔質ナノシートの複合化によるヘテロ構造の創製
・作製したヘテロ構造体の物性・光触媒特性（水分解水素生成能）の調査
2020年度は、ソルボサーマル法と熱処理を組み合わせることで、高い光触媒活性を有するZnS-ZnOナノシートによるヘテロ構造の作製を目指し、水分解水素生成能を調査した。ZnOは、ZnS/エチレンジアミンを空気雰囲気下で熱処理することにより、ZnSナノシート上に生成した。このとき、エチレンジアミンの分解により炭素がドープされ、可視光の吸収率が向上した。助触媒としてRhを光還元法によりZnS-ZnO粒子表面に担持した。光源として太陽光シミュレーターを用い、光照射下での水分解実験を行ったところ、犠牲剤を入れることなく水から水素を得ることができた。可視光域で高い活性を示したのは、炭素ドーピングによる欠陥生成による光吸収とZnS-ZnO間のZスキームヘテロ接合による効果的な電荷分離、そしてRh-助触媒/半導体間のショットキー接合によるものだと考えられた。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(15 results)
