ナノスケール規則性細孔内での半導体及び金属超微粒子の構築と電子遷移の量子制御

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08834001
• Research Institution: HOKKAIDO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 阿部 孝之 北海道大学, 触媒化学研究センター, 助教授 (90241546)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田中 康裕 北海道大学, 触媒化学研究センター, 助手 (90281849)
• Keywords: MCM-41 / 半導体超微粒子 / 量子サイズ効果 / 光触媒 / メソ多孔体

Research Abstract

1)新しいメソ多孔体の応用(阿部、田中)
バナジウムーリン酸化物(VP):VPの最適合成条件の検討から、合成溶液のpHが生成物の構造・結晶性に対して極めて重要な要素であり、pH2.4-2.7の範囲でのみヘキサゴナル相を有するVPの合成が可能なこと等を明らかにした。さらに、IR測定からVPはアモルファスなバナジウムーリン酸化物(V:P=2:1)で構成されていると結論した。
タングステンーリン酸化物(WP):WPの最適合成条件は、P8.0-8.5、C_<12>TMA/Na_2WO_4・2H_2O=0.50、合成温度130℃、合成時間6hと決定した。IR,^<31>P MAS NMR,ICP,化学分析測定から、WPの壁は欠損型Keggin構造を有するPW_<11>O_<39>^<7->ヘテロポリアニオンで構成されており、その組成式は[CH_3(CH_2)_<11>N(CH_3)_3]_6NaPW_<11>O_<39>^<7->と求められた。結果的にWPはヘテロポリアニオンクラスター-界面活性剤の三次元配列した超構造体(ヘキサゴナル単位格子:a=b=3.85nm,C=1.57nm)であると結論した。
2)光機能性材料としての評価(阿部、田中)
CdS担持MCM-41(細孔直径2.1nm)のUV-VISスペクトルでは吸収端のブルーシフト(550(CdSバルク)→450nm)、2つのエキシトンピーク(425nm(E_g=2.95eV),360(3.44))が認められた。これは、担持されたCdSナノ粒子の粒径が極めて均一であることを示す(TEMで確認)。一方、上記試料を用いて水の光分解反応を行うと、水素発生量は約1時間の誘導期後、光照射時間に依存して増加した(0.43mmol g_<cds>^1h^<-1>)。光照射8時間後の担持試料はCd/M-41-12でバルクCdSの3.7倍、Pt(0.075wt%)を担持した試料では9.3倍と増大した。

Research Products

• [Publications] M.Yonemitsu: "Metal Ion-planted MCM-41.1.Planting of Manganese(II)Ion into MCM-41 by a Newly Developed Template-Ion Exchange Method" Chemistry of Materials. 9(12). 2679-2681 (1997)
• [Publications] A.Taguchi: "Non-Silica-Based Mesostructured Materials. 2 Hexagonally Mesostructured Array of Surfactaut Micelles and 11-Tungstophoshoric Heteropoly Acid." Advanced Materials. (印刷中). (1998)
• [Publications] A.Taguchi: "Non-Silica-Based Mesostructured Materials. 3 Synthesis of Hexagonal Superstructure Consisting of 11-Tungstophosphate Anions and Dodecyltrimethylammonium Cations" Microporous Materials. (印刷中). (1998)