イオンビームを利用した活性炭細孔内への半導体光触媒の固定

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09243232
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: 山下 弘巳 大阪府立大学, 工学部, 助教授 (40200688)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小野 武彦 大阪府立大学, 工学部, 助手 (70081320) ; 安保 正一 大阪府立大学, 工学部, 教授 (70094498)
• Keywords: 光触媒 / 酸化チタン / 環境浄化 / 活性炭 / イオンビーム / イオン注入法 / クラスターイオンビーム法 / 水浄化

Research Abstract

活性炭の表面に活性の高い光触媒を構築することができれば、活性炭の有する濃縮作用と光触媒作用を合わせ持つ有用な機能材料の創製が実現でき、環境浄化への実用化が期待できる。本研究では、イオンビームを利用するイオン工学的技法を駆使することで、原子・クラスター・超微粒子・薄膜状の酸化チタン光触媒を活性炭や活性炭素繊維の表面上に構築することを試みた。また、調製さえた酸化チタン光触媒/活性炭系を用いて、水中に含まれる微少濃度の有機化合物の酸化分解反応についての光触媒特性の評価を行った。イオンビームを駆使する新しい光触媒/活性炭系の創製により、実用に適した光触媒系の設計を目指した。
イオンビーム蒸着装置を利用して、活性炭や活性炭素繊維上の表面層にクラスター・超微粒子・薄膜状の酸化チタン光触媒を固定化した。各種分光法測定により、触媒の表面組成、表面電子状態の測定評価を行ったところ、含浸担持などのケミカルな担持法の場合と比較して、結晶性の高い酸化チタンを調製することができた。これらを光触媒として、水中に含まれる微少濃度の低級アルコールの酸化分解反応を検討した。各種分光法測定により、触媒の表面組成、表面電子状態の測定評価を行った。これらの研究結果より、クラスターイオンビームを利用することで、活性炭の構造を破損することなく酸化チタンの担持が可能となり、光触媒反応と活性炭の濃縮作用を組み合わした、効率良い水浄化が可能となった。

Research Products

• [Publications] Masakazu ANPO: "Photocatalysis on Titanium Oxide Catalysts:Approaches in Achieving Highly Efficient Reactions and Realizing the Use of Visible Light" Catal.Surv.Japan. 1. 169-179 (1997)
• [Publications] Masakazu ANPO: "In Situ Investigation of the Photocatalytic Decomposition of NOx on Ion-Exchanged Silver(I)ZSM-5 Catalysts" Catal.Today. 35. 177-181 (1997)
• [Publications] Sang-Chul MOON: "Characterization of Zirconium-Silicon Binary Oxide Catalysts Prepared by the Sol-Gel Method and Their Photocatalytic Activity for the Isomerization of 2-Butene" J.Phys.Chem.101. 369-373 (1997)
• [Publications] Masakazu ANPO: "The Design of Photocatalysts for the Removal of NOx at Normal Temperatures--Copper(I)and Silver(I)Ion Catalysts Anchored within Zeolite Cavities" Res.Chem.Intermed.23. 197-217 (1997)
• [Publications] Masakazu ANPO: "Photocatalytic Reduction of CO_2 with H_2O on Titanium Oxides Anchored within Micropores of Zeolites:Effects of the Structure of the Active Sites and the Addition of Pt" J.Phys.Chem.101. 2632-2636 (1997)
• [Publications] Shu Guo Zhang: "Photocatalytic Reduction of CO_2 with H_2O on Ti-MCM-41 and Ti-MCM-48 Mesoporous Zeolites at 328 K" Chem.Lett.659-660 (1997)
• [Publications] Masaya MATSUOKA: "Local Structures of Copper Ion Catalysts Anchored onto Various Oxide Supports and Their Photocatalytic Reactivities for the Decomposition of N_2O at 298 K." J.Phys.IV FRANCE. 7. 943-944 (1997)
• [Publications] K.T.JUNG: "Preparation of Transparent TS-1 Zeolite Film and Its Photocatalytic Isomerization under UV Irradiation" Korean J.Chem.Eng.14. 213-215 (1997)
• [Publications] Hiromi YAMASHITA: "Photocatalytic Decomposition of NO at 275 K on Titanium Oxide Catalysts Anchored within Zeolite Cavities and Frameworks" Appl.Surf,Sci.121 & 122. 305-309 (1997)
• [Publications] 安保正一: "NOx除去を目指した高活性な酸化チタンおよび可視光で作用する第2世代の酸化チタン光触媒の開発" ペテロテック. 20. 66-72 (1997)
• [Publications] 安保正一: "可視光で機能する酸化チタン光触媒-イオン注入法による新展開-" オプトロニクス. 6. 161-165 (1997)
• [Publications] 安保正一: "ゼオライトの細孔内や層状化合物の層間での光触媒反応と光化学過程の制御(I-1)" ゼオライト情報. 5(8). 1-6 (1997)
• [Publications] Akihiko FUKUBE: "Femtosecond Diffuse Reflectance Spectroscopy on Some Standard TiO_2 Powder Catalysts" Chem.Lett.735-736 (1997)
• [Publications] Jinlong ZHANG: "Fluorescence Properties of BDD Molecules Doped in Si-Ti Binary Oxide Systems by the Sol-Gel Method" Chem.Lett.1027-1028 (1997)
• [Publications] Sinya HIGASHIMOTO: "Photoluminescence Properties of the Vanadium Silicalite-1 Catalyst and Its Photocatalytic Reactivity for the Reduction of NO with Propane" Chem.Lett.1127-1128 (1997)
• [Publications] Yuichi ICHIHASHI: Stud.Surf.Sci.Catal.105. 1609-1616 (1997)
• [Publications] Yuichi ICHIHASHI: "Relationship Between the Lacal Structures of Titanium Oxide Photocatalysts and Their Reactivities-XAFS,UV,Photoluminescence and Photoreaction Investigations" J.Phys.IV FRANCE. 7. 883-885 (1997)
• [Publications] Hiromi YAMASHITA: "XAFS Studies on the Metal Ion(Cu,Ag)Photocatalysts Prepared within Zeolite Cavities Using an Ion-Exchange Method" J.Phys.IV FRANCE. 7. 941-942 (1997)
• [Publications] 山下弘巳: "イオンビームを利用する新しい光機能材料の創製" 化学. 52. 74-75 (1997)
• [Publications] 山下弘巳: "イオン注入法による高機能な光触媒の開発-可視光で機能する酸化チタン光触媒" アルバック・テクニカル・ジャーナル. 47. 15-19 (1997)
• [Publications] 安保正一: "ホトルミネッセンス分光法の触媒研究への応用" 触媒. 39. 45-49 (1997)
• [Publications] 安保正一: "光触媒による環境浄化" 市政. 46. 90-93 (1997)
• [Publications] 安保正一: "植物を模して環境を浄化する次世代型の触媒プロセス(特集/環境浄化の切り札「触媒」のメカニズム)" TRIGGER. 16(9). 34-36 (1997)
• [Publications] 安保正一: "光化学エネルギー変換-基礎と応用-" アイピーシー, 19 (1997)
• [Publications] 安保正一: "触媒技術の動向と展望(第I編)" 触媒学会, 13 (1997)
• [Publications] Masakazu ANPO: "Heterogeneous Photocatalysis" John Wiley & Sons(England), 36 (1997)
• [Publications] Masakazu ANPO: "Photoelectrochemistry" The Electrochemical Society, 4 (1997)
• [Publications] 山下弘巳: "酸化チタン光触媒の開発と環境・エネルギー分野への応用展開-固定化・可視光化・薄膜化・活性制御・評価手法-" 技術情報協会, 14 (1997)
• [Publications] 安保正一: "酸化チタン光触媒の開発と環境・エネルギー分野への応用展開-固定化・可視光化・薄膜化・活性制御・評価手法-" 技術情報協会, 13 (1997)
• [Publications] Hiromi YAMASHITA: "Discussions on Zeolite and Microporous Materials" Hanrimwon Publishing Company, 1 (1997)
• [Publications] Masakazu ANPO: "Handbook of Heterogeneous Catalysis" VCH A Wiley Company, 8 (1997)