2013 Fiscal Year Annual Research Report
ナノ構造制御した可視光応答型光触媒の開発と太陽光エネルギーの有効利用
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12F02383
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
山下 弘巳 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
CHENG Hefeng 大阪大学, 大学院工学研究科, 外国人特別研究員
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| Keywords | 酸化モリブデン / プラズモン / 光触媒 / ナノ触媒 / 可視光 / 光エネルギー / ナノシート / 水素生成 |
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| Research Abstract |
現在我々の身の回りには、フォトレジスト、発光材料、色素増感太陽電池、光触媒などに代表される光化学反応を利用した機能性材料・光デバイスが数多く存在し、豊かな生活を支えている。このような光エネルギー変換デバイスでは、投入されたエネルギーがどれだけ目的のエネルギーへ変換されたかが重要である。グリーンイノベーションを実現するためには、エネルギー低減も考慮する必要があり、そのためには光と分子との相互作用の確立を増大させ、光を有効利用できるデバイスの構築がキーとなる。
本研究では、光触媒に焦点をしぼり、在表面プラズモン共鳴(localized surface plasmon resonance : LSPR)効果による比較的な触媒活性向上を目指している。LSPRは、金属ナノ粒子の表面自由電子の集団振動が、特定の波長の光と共鳴し、さらに電子の振動によって分極が起こり、粒子表面近傍に著しく増強された電場が発生する現象である。一般的には、Au, Agなどの金属ナノ粒子、ナノロッドで観測される現象であるが、一部の酸化物においても観測されることが知られている。
我々は、界面活性剤などの配位子を用いることなく、極めて容易な手法でプラズモニックモリブデンオキサイド(MoO)ナノシートの合成に成功した。また、XAFS, XPSにより詳細なキャラクタリゼーションを行ったところMoの平均価数は5.23であることが分かった。さらに、増強電場を利用することで、暗所に比べて、光照射下において、アンモニアボランからの水素生成能が飛躍的向上することを見出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
極めて容易な手法で調製したプラズモニックモリブデンオキサイド(MoO)ナノシートの増強電場を利用することで、光照射下において、アンモニアボランからの水素生成能が飛躍的向上することを見出した。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度に合成した触媒の性能を可視光照射下での各種有機物合成反応に応用し評価する。さらに色素や金属錯体との組み合わせ、あるいは酵素を導入することによる利用した更なる高活性触媒設計へと応用する。
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