2015 Fiscal Year Annual Research Report
照射波長によって選択性が変化する新奇な光触媒の合成とそれによる物質変換反応
| Project/Area Number |
15J11412
|
|---|
| Research Institution | Kinki University |
|---|
Principal Investigator |
中西 康介 近畿大学, 総合理工学研究科, 特別研究員(DC1)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-24 – 2018-03-31
|
| Keywords | 光触媒 / 物質変換 / 還元反応 / プラズモン |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、照射波長によって反応選択性の異なる新奇な光触媒を調製し、それを用いた紫外光、可視光、赤外光（熱エネルギー）照射下における各種化学選択的還元反応を行うことを目的としている。新奇な光触媒として、ワイドバンドギャップ半導体（WSC）の表面に金（Au）コア‐パラジウム（Pd）シェル型金属ナノ粒子（Pd@Au）および銀（Ag）助触媒を担持した光触媒（Pd@Au-WSC-Ag）を調製することである。これは、バンドギャップ型光触媒（WSC）およびプラズモニック光触媒（Au）の二面性を持っており、波長に依存して二種類の励起電子を発生することができる。
＜具体的内容＞まずAuコロイドの調製条件を検討したところ、Auの濃度および還元剤であるクエン酸ナトリウムの濃度によりAuの粒径を制御することに成功した。また、逐次的にPdの金属源を添加することで、平均粒径が大きくなった。また、そのコロイドを溶解させ原子吸光分析を行ったところ、PdおよびAuが検出されため、Pd-Auナノ粒子の調製に成功したと考えられる。
また、本研究課題の重要テーマの一つである化学選択的還元反応においては酸化チタン光触媒(IV)を利用したフルフラールからフルフリルアルコールへの化学選択的還元反応について収率>99%で進行することを見出した。この研究成果は2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societiesにて発表した。
＜意義・重要性＞Auの粒径を制御できるようになったことで、目的の新奇光触媒で用いるAuコアの粒径を選択できるようになった。また、Pd-Auを調製できたことにより、本研究課題である波長選択性を示す新奇な光触媒の調製に近づいた。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
Auコロイドを再現性良く、安定に調製することとそれを光触媒上へ担持することが予想外に時間を要したことが主な理由である。
|
| Strategy for Future Research Activity |
現在、Pd@Au-WSC-Agの調製を試みており、固定化までは成功している。そのため、まずはそのキャラクタリゼーションを行い、その特性を検討する。その後、当初の予定（年次計画の2年目）の通り、調製した触媒での物質変換反応を試みる。
|
