2003 Fiscal Year Annual Research Report
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14050090
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
工藤 昭彦 東京理科大学, 理学部応用化学科, 教授 (60221222)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
桑畑 進 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40186565)
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| Keywords | 環境 / 触媒化学プロセス / 新エネルギー / ナノ材料 / 水素 |
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| Research Abstract |
可視光照射下で水溶液から水素生成に高活性を示す光触媒の開発を行った。まず,(AgIn)_XZn_<2(1-X)>S_2と(CuIn)_XZn_<2(1-X)>S_2との複合体であるCu_XAg_YIn_<X+Y>Zn_<2(1-X-Y)>S_2固溶体を合成し,その光触媒活性について調べた。Cu_XAg_YIn_<X+Y>Zn_<2(1-X-Y)>S_2固溶体は,可視光照射下での水素生成反応に活性を示した。そして,このCuとAgを共に含む固溶体は,同じ1.8eV程度のバンドギャップを有するCuもしくはAgのみを含む固溶体よりも高い活性を示した。このように,(AgIn)_XZn_<2(1-X)>S_2と(CuIn)_XZn_<2(1-X)>S_2の複合効果により,より長波長側の可視光の利用が可能となった。次に,可視光照射下で水の完全分解に活性な光触媒系の構築を試みた。まず,Fe^<2+>およびFe^<3+>をそれぞれ電子供与剤および電子受容剤とした場合の水素および酸素生成反応について調べた。Pt/SrTiO_3:Rhは,Fe^<2+>を電子供与剤とした場合でも可視光照射下での水素生成に高い活性を示した。一方,BiVO_4,Bi_2MoO_6およびWO_3は,Fe^<3+>を電子受容剤とした場合でも可視光照射下で酸素生成に高い活性を示した。これらの水素生成光触媒と酸素生成を組み合わせFe^<3+>/Fe^<2+>レドックスを電子伝達系として用いたZ-スキーム型光触媒系の水の分解反応に対する光触媒活性について検討した。その結果,水素と酸素の両方が約50時間にわたり定常的に2:1で生成した。(Pt/SrTiO_3:Rh)-(Bi_2MoO_6)系および(Pt/SrTiO_3:Rh)-(WO_3)系でも同様に可視光照射によって水の完全分解が進行した。このように,Fe^<3+>/Fe^<2+>レドックスを用いた可視光応答性Z-スキーム型光触媒系の開発に成功した。
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Research Products
(12 results)
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[Publications] I.Tsuji: "H_2 evolution from aqueous sulfite solutions under visible light irradiation over Pb and halogen-codoped ZnS photocatalysts"J.Photochem.Photobiol.A. 156. 249-252 (2003)
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[Publications] R.Konta: "Photophysical Properties and Photocatalytic Activities under Visible Light Irradiation of Silver Vanadates"Phys.Chem.Chem.Phys.. 5. 3061-3065 (2003)
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[Publications] S.Kohtani: "Photodegradation of 4-alkylphenols using BiVO_4 photocatalyst under irradiation with visible light from a solar simulator"Appl.Catal.B. 46・3. 573-586 (2003)
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[Publications] A.Yamakata: "Photodynamics of NaTaO_3 Catalysts for Efficient Water Splitting"J.Phys.Chem.B. 107・51. 14383-14387 (2003)
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[Publications] T.Ishii: "H_2 Evolution from an Aqueous Methanol Solution on SrTiO_3 Photocatalysts Codoped with Chromium and Tantalum Ions under Visible Light Irradiation"J.Photochem.Photobiol.A. 163. 181-186 (2004)
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[Publications] Y.Hosogi: "Energy structure and photocatalytic actibity of niobates and tantalates consisting of Sn(II) with a 5s^2 electron configuration"Chem.Lett.. 33・1. 28-29 (2004)
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[Publications] 工藤昭彦: "水の分解のための光触媒材料の開発"鉱山. 56・8. 19-27 (2003)
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[Publications] 工藤昭彦: "水分解光触媒技術の最新動向-太陽光と水で水素を造る-(分担)ワイドバンドギャップ半導体光触媒による高効率な水の分解反応"シーエムシー出版. 69-83 (2003)
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[Publications] 工藤昭彦: "水分解光触媒技術の最新動向-太陽光と水で水素を造る-(分担)可視光応答性酸化物および硫化物光触媒の開発"シーエムシー出版. 167-183 (2003)
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[Publications] 工藤昭彦: "図解光触媒のすべて(分担)クリーンエネルギーを作り出す光触媒〜水の光分解による水素生成反応"工業調査会. 30-38 (2003)
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[Publications] 加藤英樹: "図解光触媒のすべて(分担)水分解のための超高活性酸化物光触媒"工業調査会. 284-285 (2003)
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[Publications] 工藤昭彦: "図解光触媒のすべて(分担)可視光照射下で水溶液から水素を生成する光触媒"工業調査会. 292-294 (2003)
