2007 Fiscal Year Annual Research Report
環境セルを用いた気相中の酸化チタン光触媒反応の原子レベル3次元その場観察
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07J11987
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| Research Institution | Japan Fine Ceramics Center |
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Principal Investigator |
吉田 健太 Japan Fine Ceramics Center, ナノ構造研究所, 特別研究員(PD)
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| Keywords | 電子顕微鏡 / その場 / 光触媒 / 三次元 / 表面 |
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| Research Abstract |
当該研究では電子顕微鏡で観察中のナノメータースケールの極微領域に光を照射、動的に観察・測定できる装置系を開発している。これを改良し、「環境セル」と「超高圧電子銃」の技術を応用することで、TiO_2ナノクラスターを"Real Materialsその場観察"する。実際に酸化チタンが抗菌・防汚など環境浄化触媒として利用されている気体-固体光触媒反応、水の電気分解や湿式太陽電池などの液体-固体光触媒反応を電子顕微鏡でその場観察する。それにより、結晶構造やドーパントが光触媒活性に及ぼす影響をナノメートルレオーダーで解明していく。
本年度は「透過電子顕微鏡内UV-Vis光吸収その場測定試料ホルダー」、「全角傾斜試料支持台」など、本研究課題である"環鏡セルを用いた気相中の酸化チタン光触媒反応の原子レベル3次元その場観察"のために必要な電子顕微鏡装置の特許出願を行い、その開発を進めた。また、イオン液体という特殊な有機溶媒を用いて電子顕微鏡中に液相を実現し、紫外光照射実験を進めた。酸化チタン表面に付着した有機色素の分解、Au粒子の光電析など本研究でその場観察に成功した現象は、論文誌に報告された。光触媒反応によって還元析出された金属粒子は電子線トモグラフィーによって三次元形態観察および測定した。その成果は、国内学会において報告された。観察試料には、当該申請者が現在、自己組織化プロセスによってその合成に成功している多孔質アナターゼ酸化チタン薄膜(膜厚100,200,300,400nm)を3,7-ビス(ジメチルアミノ)フェノチアジン-5-イウムクロリド(メチレンブルー)に浸したものを用いた。
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