Functionalization of water-splitting photocatalyst by precise control of cocatalyst
Publicly Offered Research
Project Area | Creation of novel light energy conversion system through elucidation of the molecular mechanism of photosynthesis and its artificial design in terms of time and space |
Project/Area Number |
18H05178
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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Allocation Type | Single-year Grants |
Research Institution | Tokyo University of Science |
Principal Investigator |
根岸 雄一 東京理科大学, 理学部第一部応用化学科, 教授 (20332182)
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Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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Project Status |
Completed (Fiscal Year 2019)
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Budget Amount *help |
¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
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Keywords | 水分解光触媒 / 可視光応答 / 精密合成 / 機能性材料 / 高活性化 / 助触媒 / 合金 / 精密制御 |
Outline of Annual Research Achievements |
我々はこれまで、Auナノクラスター(NCs)やRh錯体を液相合成し、それらのサイズ変化を防ぎつつ、光触媒上に単分散に担持する技術を確立することで、紫外光応答水分解光触媒の高活性化を達成してきた。一方で、実用化に向けた、さらなるエネルギー変換効率向上のためには、太陽光の約43%を占める可視光の利用が不可欠である。本研究では、水素生成助触媒として広く用いられるPtを、クラスターサイズ領域(<~2 nm)にて調製し、可視光応答光触媒上へ担持することによって、高活性な可視光応答光触媒を創製することに取り組んだ。助触媒担持後の光触媒の透過型電子線顕微鏡像より、本手法を用いると、Pt助触媒粒子(1.2 nm)が、従来法(2.1 nm)と比べて、微小かつ単分散に光触媒上へ担持されることが示された。また、水素生成活性測定より、PtNCs/g-C3N4(本手法)はg-C3N4と比べ、60倍高い水素生成活性を示すことも明らかとなった。さらに、PtNCs/g-C3N4は、PtNPs/g-C3N4(光電着法)と比較しても、4.7倍高い水素生成活性を示すことも明らかにとなった。以上より、Pt NCsをg-C3N4に担持することによって、その高活性化に成功し、我々の確立した光触媒上への金属NCs担持法は、可視光応答光触媒でも有効であることが示された。さらに、活性サイト(表面金属原子)当たりの水素生成活性の向上も示唆され、これはPt NCsの微細化に伴い、Pt-プロトン吸着過程がより有利になったためだと推察される。
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Research Progress Status |
令和元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 |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(33 results)
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[Journal Article] Activation of Water-Splitting Photocatalysts by Loading with Ultra-fine Rh–Cr Mixed-Oxide Co-catalyst Nanoparticles2020
Author(s)
Wataru Kurashige, Yutaro Mori, Shuhei Ozaki, Masanobu Kawachi, Sakiat Hossain, Tokuhisa Kawawaki, Cameron J. Shearer, Akihide Iwase, Gregory F. Metha, Seiji Yamazoe, Akihiko Kudo, and Yuichi Negishi
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Journal Title
Angew. Chem. Int. Ed.
Volume: 59
Issue: 18
Pages: 7076-7082
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Au25-Loaded BaLa4Ti4O15 Water-Splitting Photocatalyst with Enhanced Activity and Durability Produced Using New Chromium Oxide Shell Formation Method2018
Author(s)
W. Kurashige, R. Kumazawa, D. Ishii, R. Hayashi, Y. Niihori, S. Hossain, L. V. Nair, T. Takayama, A. Iwase, S. Yamazoe, T. Tsukuda, A. Kudo, Y. Negishi
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Journal Title
J. Phys. Chem. C
Volume: 印刷中
Issue: 25
Pages: 13669-13681
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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