2006 Fiscal Year Annual Research Report
低温プラズマ表面修飾技術による酸化チタン微粒子の環境浄化機能の改善に関する研究
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17029068
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| Research Institution | Kitakyushu National College of Technology |
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Principal Investigator |
山田 憲二 北九州工業高等専門学校, 物質化学工学科, 教授 (80101179)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中村 裕之 北九州工業高等専門学校, 総合科学科, 教授 (70172434)
松嶋 茂憲 北九州工業高等専門学校, 物質化学工学科, 教授 (80229476)
山根 大和 北九州工業高等専門学校, 物質化学工学科, 助教授 (70332096)
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| Keywords | 環境材料 / 触媒・化学プロセス / 表面・界面物性 / プラズマ加工 |
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| Research Abstract |
1.酸化チタンの可視光応答性に及ぼす窒素イオン照射効果
酸化チタン微粒子薄膜の可視光応答性に及ぼす窒素イオン照射(加速電圧2kV)効果について検討した。イオン照射温度298K、373K、473Kのいずれにおいても可視光吸収を示した。イオン照射温度298Kで窒素イオンドーピングによるTi-N結合の形成が認められ、可視光応答性が発現した。またイオン照射によりTi_<2p3/2>ピークが低結合エネルギー側にシフトしたことから、窒素イオンドーピングに伴って酸素欠陥が形成すると考えられる。
またマグネトロンプラズマ処理における自己バイアス電圧を利用した窒素イオンドーピングについて検討した。放電出力の増加に伴い、また窒素ガス圧を低下させることにより、可視光吸収が顕著となった。ガス圧の低下により薄膜に衝突する際の窒素イオンエネルギーは増大し、ドーピングが比較的容易に進行すると考えられる。マグネトロン窒素プラズマ処理した酸化チタン薄膜について、可視光照射によるメチレンブルーの吸光度変化を検討した結果、可視光応答性は可視光吸収性と必ずしも対応せず、窒素イオンドーピングによるTi-N結合形成以外にも可視光応答性に影響する因子があることを示唆している。
2.プラズマ重合層における耐熱性と光触媒作用に対する安定性、及びプラズマ重合層の可視光応答性の安定化に及ぼす効果
空気中673Kで熱処理した後のプラズマ重合極薄膜層の拡散反射FT-IRスペクトルにおいて、si-cH_3伸縮振動に起因する吸収がほぼ消失したが、1050cm^<-1>〜1200cm^<-1>領域、700cm^<-1>〜900cm^<-1>領域にそれぞれブロードなピークが出現し、SiO_2-SiC類似構造に近づくと考えられる。またC_<1s>XPSスペクトルにおいて、284.5eVに対して282eVのピーク強度が熱処理後に相対的増加を示したことより、プラズマ重合層の耐熱性に起因してTi-C結合は熱的に安定化すると考えられる。
酸化チタン微粒子表面に形成させたプラズマ重合層の耐光触媒特性について検討した。プラズマ重合層の元素組成比Si/Tiはキセノンランプ光照射時間に伴って減少したが、4時間以降でほぼ一定となり、耐光触媒特性を示すことを確認した。
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Research Products
(6 results)
