2017 Fiscal Year Annual Research Report
Adsorption and degradation functions of titania nanoparticles modified by photocatalytic reaction
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15K05472
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
錦織 広昌 信州大学, 学術研究院工学系, 教授 (00332677)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 光物性 / 光触媒 / ナノ材料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成29年度は、光燃料電池の作用電極（光アノード）の電子移動機構の解明をめざして、以下の項目のとおり研究を行いその成果を得た。
①種々の作製条件において、チタニアの光触媒能を利用してチタニア粒子上にシリカおよびシリカアルミナナノ粒子（超微粒子）を形成することに成功し、その量を制御する技術を確立した。②デンプンを燃料物質として用い、シリカおよびシリカアルミナナノ粒子で修飾したチタニア電極の光触媒分解特性および光電気化学特性を測定し、デンプンの分解反応と光電流の関係を調べることにより、シリカおよびシリカアルミナナノ粒子がデンプンの吸着性能を強化し、電荷分離によって生じた正孔の消費効率を向上させることを明らかにした。チタニア微粒子の表面を単原子層以下のシリカおよびシリカアルミナ層で修飾することにより、正孔の移動度を大きく低下させることなく、表面で正孔を消費することが可能となった。
研究期間全体を通して、チタニアの光触媒能を利用してチタニア粒子上でゾル－ゲル反応を適度に進行させることにより、シリカおよびシリカアルミナナノ粒子を形成することに成功し、この技術を用いて作製した作用電極（光アノード）により、デンプンを燃料物質とした光燃料電池を完成させ、光電流を発生させ電力を得るための方法を確立した。さらに、電荷分離により生成した正孔の移動およびデンプンの酸化反応を観測し、反応機構および反応効率を向上させるための条件を明らかにした。さらに、水に不溶性のセルロースの分解による光電流発生の目途もつき、今後いっそうの発展が期待される。
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Research Products
(11 results)
