Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
近年、BiOClやBi4NbO8Clなどの酸ハロゲン化合物が新しい可視光応答型光触媒材料として注目されている。しかし、これらの材料は、塩素や酸素などのアニオンが抜けやすいことが問題である。一般にアニオン欠陥は、電子トラップ準位を形成させる。しかし、どのようなアニオン欠陥が、どのような深さの電子トラップ準位を形成するのか、系統的な理解はまだ十分に進んでいない。そこで本研究では、様々な酸ハロゲン化合物を光励起して、可視から中赤外域の過渡吸収測定を行うことで、これらの材料の欠陥準位を調べた。Bi4NbO8Clに紫外光パルスを照射して過渡吸収スペクトルを測定したところ、23000~18000 cm-1と18000~7000 cm-1, <4000 cm-1に特徴的な3つの吸収バンドが観察された。これらはそれぞれ、トラップ正孔、トラップ電子、伝導帯中に存在する自由電子に帰属される。一方、BiOClの場合には25000~1000 cm-1に右肩下がりの単調な吸収だけが観察され、電子は深い欠陥準位にトラップされていることが分かった。つまり、BiOClはアニオン欠陥の生成によって深い電子トラップ準位が形成されるが、Bi4NbO8Clの場合、アニオン欠陥ができても深い電子トラップ準位は形成されにくいことを見いだした。次に、第一原理計算を用いて、このメカニズムを調べた。その結果、O空孔による電子トラップ準位が異なるのは、ハロゲンを挟んだ[Bi2O2]のスタッキング構造の違いで説明できることが分かった。Bi4NbO8Clの場合、[Bi2O2]間のBi-6p軌道が混成し、[Bi2O2]層内に局在したCBMを構成する。つまり、アニオン欠陥ができても、深い電子トラップ準位ができにくいことが分かった。
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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Journal of Physical Chemistry C
Volume: 124 Issue: 20 Pages: 11057-11063
10.1021/acs.jpcc.0c03369
Journal of Materials Chemistry A
Volume: - Issue: 18 Pages: 9099-9108
10.1039/d0ta02883e
ACS Catalysis
Volume: 10 Issue: 9 Pages: 4960-4966
10.1021/acscatal.0c00944
Chemical Science
Volume: - Issue: 25 Pages: 6436-6441
10.1039/d0sc01167c
Chem.Eng. J.
Volume: 390 Pages: 124616-124616
10.1016/j.cej.2020.124616
触媒 【特集号: 触媒設計を拓く欠陥構造のキャラクタリゼーション】
Volume: 62 Pages: 22-28
Solar RRL
Volume: 4 Issue: 8 Pages: 1900461-1900461
10.1002/solr.201900461
Environmental Science & Technology
Volume: 54 Issue: 1 Pages: 497-506
10.1021/acs.est.9b05044
Applied Catalysis B: Environmental
Volume: 263 Pages: 118333-118333
10.1016/j.apcatb.2019.118333
ACS Applied Energy Materials
Volume: 3 Issue: 1 Pages: 1207-1214
10.1021/acsaem.9b02262
ACS Appl. Mater. Interfaces
Volume: 11 Issue: 49 Pages: 45606-45611
10.1021/acsami.9b14802
J. Mater. Chem. A
Volume: 7 Issue: 45 Pages: 26139-26146
10.1039/c9ta08216f
ChemCatChem
Volume: 11 Issue: 24 Pages: 6349-6354
10.1002/cctc.201901669
Volume: 11 Issue: 24 Pages: 6213-6217
10.1002/cctc.201901564
Journal of the American Chemical Society
Volume: 141 Issue: 43 Pages: 17158-17165
10.1021/jacs.9b06570
ChemPhotoChem
Volume: 3 Issue: 10 Pages: 1027-1033
10.1002/cptc.201900120
Sustainable Energy & Fuels
Volume: 3 Issue: 9 Pages: 2337-2346
10.1039/c9se00289h
ACS Applied Materials & Interfaces
Volume: 11 Issue: 25 Pages: 22264-22271
10.1021/acsami.9b03747
Volume: 2 Issue: 5 Pages: 3274-3282
10.1021/acsaem.9b00126
Ceramics International
Volume: - Issue: 12 Pages: 15676-15680
10.1016/j.ceramint.2019.05.080
Volume: 248 Pages: 249-254
10.1016/j.apcatb.2019.01.046
Nature Communications
Volume: 10 Issue: 1 Pages: 406-406
10.1038/s41467-018-08226-2
120006554836
Nanoscale
Volume: in press Issue: 3 Pages: 1442-1450
10.1039/c8nr08372j
Journal of Photochemistry and Photobiology C: Photochemistry Reviews
Volume: - Pages: 234-243
10.1016/j.jphotochemrev.2018.12.001
Volume: 141 Issue: 6 Pages: 2446-2450
10.1021/jacs.8b11544
Appl. Catal. B: Environ.
Volume: 238 Pages: 358-364
10.1016/j.apcatb.2018.07.038
RSC Advances
Volume: 8 Issue: 67 Pages: 38140-38145
10.1039/c8ra07830k
ACS Sustainable Chem. Eng.
Volume: 6 Issue: 11 Pages: 15333-15340
10.1021/acssuschemeng.8b03782
ACS Catal.
Volume: 8 Issue: 10 Pages: 9744-9754
10.1021/acscatal.8b03062
Green Chemistry
Volume: 20 Issue: 16 Pages: 3845-3856
10.1039/c8gc01746h
J. Phys. Chem. C
Volume: 122 Issue: 29 Pages: 16795-16802
10.1021/acs.jpcc.8b03996
Volume: 8 Issue: 8 Pages: 7190-7200
10.1021/acscatal.8b01379
Nat. Commun.
Volume: 9 Issue: 1 Pages: 23141-7
10.1038/s41467-018-04630-w
120006488580
Volume: 2 Issue: 9 Pages: 2025-2035
10.1039/c8se00191j
Angewandte Chemie International Edition
Volume: 57 Issue: 27 Pages: 8154-8158
10.1002/anie.201803931
Volume: 印刷中 Issue: 20 Pages: 9708-9715
10.1039/c8ta03245a
Physical Chemistry and Chemical Physics
Volume: 20 Issue: 5 Pages: 3388-3394
10.1039/c7cp06646e
Physical Chemistry Chemical Physics
Volume: 20 Issue: 5 Pages: 3241-3248
10.1039/c7cp06975h
Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry
Volume: 358 Pages: 320-326
10.1016/j.jphotochem.2017.09.006
Volume: 358 Pages: 315-319
10.1016/j.jphotochem.2017.09.005
International Journal of Hydrogen Energy
Volume: 42 Issue: 44 Pages: 27024-27033
10.1016/j.ijhydene.2017.09.036
Volume: 19 Issue: 33 Pages: 22210-22220
10.1039/c7cp03714g
Volume: 9 Issue: 28 Pages: 23869-23877
10.1021/acsami.7b07484