2019 Fiscal Year Annual Research Report
可視・赤外光を有効利用する金プラズモニック光触媒による高度物質変換反応
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17H04967
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| Research Institution | Kindai University |
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Principal Investigator |
田中 淳皓 近畿大学, 理工学部, 助教 (50748390)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | プラズモニック光触媒 / 金属ナノ粒子 / 太陽エネルギー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，金粒子の粒径，金属酸化物上への接合状態を制御すること，また，異種金属（助触媒）を巧みに組み合わせることにより，光応答性制御による広範囲な可視光吸収の達成を目指す．交付申請書の「研究実施計画」には「金プラズモニック光触媒による水分解反応」を記載した．プラズモニック光触媒を用いた水の分解反応において，水の酸化反応による酸素生成反応の活性の低さが課題となっていた．当該年度は水の酸化反応に着目し，進めた．最終的に作成した試料を用いた可視光水分解についても実施した．
【具体的内容】
金粒子修飾酸化チタンの金粒子上に酸化クロム種を修飾した材料を光析出法にて合成した．この調製した金コア－酸化クロム種シェル粒子修飾酸化チタンを用いた犠牲剤存在下における水の酸化反応を行ったところ，約2倍の活性となった．修飾したクロム種の役割を参考文献から考察すると，正孔移動層として機能していることが示唆された．現在，電気化学測定を実施することで役割の理解を行っている．
さらに，この材料を用いた可視光照射下における水分解反応を試みた．その結果，酸化クロム種の修飾により，約2倍の活性となった．また，この材料に対し，還元用の助触媒として白金粒子を付与し，水分解反応に用いた．最終的に助触媒未修飾の金粒子修飾酸化チタンに対し，約6倍の水分解活性となった．
【意義・重要性】
以上の結果より，金粒子上に適切な酸化物層を形成することにより，酸化反応活性が上昇した．これにともない水分解反応活性の上昇が期待でき，実際に水分解を実施したところ，酸化・還元それぞれの助触媒の導入により，段階的に活性が高くなった．
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| Research Progress Status |
令和元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 |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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