1998 Fiscal Year Annual Research Report
一次元鎖状構造を有する新規光触媒および発光材料の開発
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09640696
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| Research Institution | Science University of Tokyo |
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Principal Investigator |
工藤 昭彦 東京理科大学, 理学部, 助教授 (60221222)
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| Keywords | 光触媒 / 可視光応答性 / 水の光分解 / タンタル酸塩 / 硫化亜鉛 / バナジン酸ビスマス |
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| Research Abstract |
Zn_<0.957>Cu_<0.043>Sが,可視光照射下,亜硫酸水溶液から450μmol/hの速度で水素が生成することを見いだした。この活性は,よく知られたPt/CdS光触媒の活性に比べても見劣りしなかった。白金のような助触媒を担持しなくても,このような高活性を示したことは特筆すべきである。Zn_<0.957>Cu_<0.043>Sの光触媒活性に対する420nmでの量子収率は3.7%であった。活性の波長応答性が拡散反射スペクトルによく対応していることから,光触媒的に反応が進行していることが示された。このように,ZnS光触媒にCuを固溶化させることにより,ZnSの水素生成能を維持したまま,可視光応答性を有するようになることを初めて見いだした。一方,In_2O_3(ZnO)_mは超格子のような積層構造を有するため,その光物性や光触媒特性に興味が持たれる。そこで,In_2O_3(ZnO)_mの吸収,発光,光電気化学特性,光触媒活性を調べた。
In_2O_3(ZnO)_mのバンドギャップは,原料のIn_2O_3やZnOのそれらよりも小さな値をとるという興味深い結果が得られた。そして,m=3で最小のバンドギャップ(2.6eV)をとった。これからわかるように,この化合物は黄色に着色していた。In_2O_3(ZnO)_m電極を用いて,可視光照射(λ>480nm)するとアノード光電流が観測された。さらは,その粉末は,可視光照射下(λ>420nm)でメタノール水溶液からの光触媒的水素生成と硝酸銀水溶液からの酸素生成に活性を示した。このように,積層構造を持つIn_2O_3(ZnO)_mが新規な光機能性材料群であることを初めて明らかにした。
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[Publications] A.kudo et al.: "Photocatalytic O_2 Evolution under Visible Light Irradiation on BiVO_4 in Aqueous AgNO_3 Solution" Catal.Lett.53[3・4]. 229-230 (1998)
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[Publications] H.Kato and A.Kudo: "New Tantalate Photocatalysts for Water Decomposition into H_2 and O_2" Chem.Phys.Lett.295[5-6]. 487-492 (1998)
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[Publications] A.Kudo and I.Mikam.: "Photocatalytic Activities and Photophysical Properties of Ga_<2-x>In_XO_3 Solid Solution" J.C.S.Faraolay Trans. 94[19]. 2929-2932 (1998)
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[Publications] A.Kudo and I.Mikami: "New In_2O_3(ZnO)_m Photocatalysts with Laminal Structure for Visible Light-induced H_2 or O_2 Evolution from Aqueous Solutions Containing Sacrificial Reagents" Chem.Lett.1027-1028 (1998)
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[Publications] A.Kudo and M.Sekizawa: "Photocatalytic H_2 Evolution under Visible Light Irradiation on Zn_<1-x>Cu_xS Solid Solution Photocatalysts" Catal,Lett.in press.
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[Publications] H.Kato and A.Kudo: "Highly Efficient Decomposition of Pure Water into H_2 and O_2 over NaTaO_3 Photocatalysts" Catal.Lett.in press.
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[Publications] 工藤: "層状化合物の基礎と光化学ヘの応用" 色材協会誌. 71[7]. 440-448 (1998)
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[Publications] 工藤: "水の光分解を目指した不均一系光触媒材料の開発" 表面. 36[12]. 625-645 (1998)
