2005 Fiscal Year Annual Research Report
可視光応答型光触媒の活性種の電子構造とダイナミクスに関する研究
| Project/Area Number |
17029007
|
|---|
| Research Institution | Tohoku University |
|---|
Principal Investigator |
手老 省三 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (80111318)
|
|---|
| Keywords | 光触媒 / 酸化チタン / 窒素ドープ / 可視光 / メカノケミカル / 電荷分離 |
|---|
| Research Abstract |
メカノケミカル法により、二酸化チタン微結晶に窒素をドープし、可視光応答型光触媒を調整した。可視光誘起電荷分離によって生成するホールのESRスペクトルを観測し、その帰属および電子構造を決定した。また、表面吸着種の効果も検討した。室温および低温での可視光(波長420nm以上)照射により、窒素中心ラジカルセンターに由来するESR信号が出現し、そのコンピュータシミュレーション解析から、スピン密度の54%は窒素原子上に存在することが明らかとなった。超微細結合定数およびg値から、このラジカルセンターはNO_2^<2->のπ電子型構造であることを明らかにした。このラジカルセンターの分子運動は束縛されており、温度変化によるスペクトル変化は小さい。表面吸着種として、ホール消去剤としてアルコールを添加した場合の効果を検討したが、消去の効果は小さいことから、このラジカルセンターの反応性は小さいことを示している。しかし、アセトアルデヒド存在下での可視光照射により、このラジカルセンターは徐徐に減少することから比較的表面近傍に存在することが示唆された。また、この安定性は表面吸着種により影響を受ける。大気の存在下では光応答は完全に可逆的であるが、真空下では新たな信号が出現し、N-0結合が切断されることが明らかとなった。生成した新たなラジカルセンターの分子運動も束縛されていることを確認した。可視光誘起ラジカルセンターの減衰は、大きくは2つの時定数で記述され、複数のサイトが存在することが明らかである。
|
Research Products
(6 results)
