2002 Fiscal Year Annual Research Report
ゼロリコンビネーション光触媒の開発と再結合速度評価法の開発
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14050098
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| Research Institution | Kinki University |
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Principal Investigator |
古南 博 近畿大学, 理工学部, 講師 (00257966)
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| Keywords | 光触媒 / 酸化チタン / 再結合特性 / 電子-正孔再結合 |
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| Research Abstract |
有機溶媒を用いる新規な水熱結晶化法(HyCOM法)によりアナタース型TiO_2の微結晶を合成し、さらに後焼成処理を施して様々な物性を有するTiO_2を調製した。これらを用いてTiO_2の再結合速度評価法の確立を目指した。まず、無酸素下、正孔捕捉剤存在下の光照射により生成するTi^<3+>の量を定量する方法を試みた。Ti^<3+>は表面欠陥サイトで形成されると考えられ、その量は焼成温度を上げる、つまり、TiO_2の結晶化度を高くするほど単調に減少した。このTi^<3+>量はポンプ-プローブ法過渡吸収測定(PP-DRS法)により算出したk_<-r>との間にほぼ比例したことから、TiO_2の再結合特性を表す指標して利用できることがわかった。無酸素下での銀析出-酸素発生反応における銀イオン吸着量([Ag^+]_<ads>)と銀析出速度(R_<Ag>)の間に直線関係が得られる。この反応の速度論的考察によると、[Ag^+]_<ads>-R_<Ag>プロットの傾きの逆数が近似的にe^--h^+の再結合および電子捕捉の速度定数比(k_r/k_e)に比例すると考えられ、HyCOM(973)およびP-25のk_r/k_eは、それぞれ0.79,2.2と求められた。また、ひとつのAg_2SO_4水溶液から、一組の吸着量と反応速度を求める一点法により、各種TiO_2のk_r/k_eを簡便に求められることが明らかになった。そこで、物性の異なるHyCOMTiO_2のk_r/k_eを評価すると、Tcを上げるほどk_r/k_eは減少した。k_r/k_eのTc依存性はTi^<3+>量のTc依存性とは異なるが、k_r/k_eの対数とTi^<3+>量との間に正の相関が見られることから、k_r/k_eは、Ti^<3+>量と同様に再結合特性を表す指標して利用できることがわかった。
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[Publications] Hiroshi Kominami: "Correlation between Some Physical Properties of Titanium Dioxide Particles and its Photocatalytic Activity for Some Probe Reactions in Aqueous Systems"Journal of Physical Chemistry B. 106. 10501-10507 (2003)
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[Publications] Hiroshi Kominami: "Photocatalytic Decolorization and Mineralization of Malachite Green in An Aqueous Suspension of Titanium(IV) Oxide Nano-particles under Aerated Conditions : Correlation between Some Physical Properties and Their Photocatalytic Activity"Journal of Photochemistry & Photobiology A : Chemistry. (in press).
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[Publications] Hiroshi Kominami: "Solvothermal Syntheses of Semiconductor Photocatalysts of Ultra-high Activities"Catalysis Today. (in press).
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[Publications] Shigeru Ikeda: "Quantitative analysis of defective sites in titanium(IV) oxide photocatalyst powders"Physical Chemistry Chemical Physics. 5. 778-783 (2003)
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[Publications] Bunsho Ohtani: "Photocatalytic Redox-Combined Synthesis of L-Pipecolic Acid from L-Lysine by Suspended Titania Particles : Effect of Noble Metal Loading on the Selectivity and Optical Purity of the Product"Journal of Catalysis. (in press).
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[Publications] Hiroshi Kominami: "Photocatalysis : Science and Technology"Kodansya Scientific. 21 (2002)
