2017 Fiscal Year Annual Research Report
Photocatalytic Conversion of CO2 by H2O as an Electron Donor by Using All-Solid-State Photocatalysts
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15H04187
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
寺村 謙太郎 京都大学, 工学研究科, 准教授 (80401131)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | CO2の光還元 / 電子源としてのH2O / 赤外吸収スペクトル / Agナノ粒子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成29年度は申請書に記載したPhase 2の検討内容を引き続き行った．これまでは光触媒であるZnGa2O4/Ga2O3のみを用いて赤外吸収スペクトルを測定していたが，本年度は助触媒であるAgの効果を明らかにする目的で，Ag/ZnGa2O4/Ga2O3を用いて赤外吸収スペクトルを測定した．電子源であるH2Oを共存させた場合，ZnGa2O4/Ga2O3およびAg/ZnGa2O4/Ga2O3上ではb-HCO3-Ga及びm-HCO3-Gaが観察されなかった．また，ZnGa2O4/Ga2O3上ではformateも形成されなかったにもかかわらず，Ag/ZnGa2O4/Ga2O3上ではformate種が形成し続けた．Ag/ZnGa2O4/Ga2O3とZnGa2O4/Ga2O3のスペクトルを比較すると，Ag/ZnGa2O4/Ga2O3にはGa3+上及びZn2+上bicarbonate種に加え，1340 cm-1付近にブロードな吸収が新たに確認された．さらにAg上にCO2を導入しても，新たな吸収は見られず，CO2吸着種は確認されなかった．一方でAg2OにCO2を導入すると1340及び1415 cm-1付近にAg2CO3に帰属される吸収が現れた．このうち1340 cm-1の吸収はAg/ZnGa2O4/Ga2O3上にCO2を導入した際に新たに表れた吸収とよく一致していることから，Ag/ZnGa2O4/Ga2O3のAgの表面はAg2Oとして存在していると考えらえる．Ag2O上の1340 cm-1の吸収はH2Oの有無にかかわらず生成した．このことから，H2O存在下では，助触媒として担持されたAgの表面に存在するAg2OがCO2を捕捉し，Ag2CO3が形成されると結論した．これにより，Ag2CO3から活性点へとCO2が供給され，formate種が形成される反応メカニズムを提案した．
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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