ビスマスチオホスフェート材料の光電気化学および光触媒特性の研究

2011 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11F01377
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 堂免 一成 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): PAN Changsi 東京大学, 大学院・工学系研究科, 外国人特別研究員
• Keywords: 水素 / 光触媒 / 光電気化学 / ドーピング / 窒化物 / 水分解

Research Abstract

平成23年度は、遷移金属酸窒化物をベースとし、可視光照射下において水の完全分解を達成するための研究を行った。主に対象とした物質は、ペロブスカイト構造を有する遷移金属オキシナイトライドであるLaTaON2という組成の化合物である。この物質はバンドギャップが2eV程度であり、この物質を用いて水分解が実現できれば、利用可能な波長領域がこれまでよりさらに100nm程度延びる。このLaTaON2という化合物は単味では水分解反応は進行しないことが知られている。本研究での主な改善的なアプローチは異元素導入による物性変調と助触媒との組み合わせによる高機能化である。異元素導入による高活性化の手法として検討したのはMgのドーピングによる高活性化である。MgはTaとイオン半径が近く、Ta5+サイトを同型置換することができる。Ta5+サイトの一部をMg2+で置換すると、カチオン成分の電荷の差を補償するために、N3-が02-に一部置き換わりLaTa1-xMgxO2+3xN1-3xの一般組成で表される一連の化合物を得ることができた。特にxが1/3のときに、高活性であった。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

異元素置換した材料の合成に成功し、また、光触媒反応の評価も行うことが出来た。

Strategy for Future Research Activity

材料の精密調製に加えて表面修飾を行う。特にRh-Cr複合酸化物等を担持することにより、可視光照射下で水素と酸素が同時に生成することを目指す。また、光触媒反応の精密評価も合わせて行う、