2020 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation and high activation of the activation mechanism of magnetic visible light response photocatalyst
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17K06012
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| Research Institution | Utsunomiya University |
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Principal Investigator |
手塚 慶太郎 宇都宮大学, 工学部, 准教授 (00334079)
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2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | セラミックス / 光触媒 / 磁性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
光触媒の研究は酸化チタンを中心とする不対電子を持たない金属酸化物の研究が主流であり，不対電子を持つ遷移金属酸化物を用いた研究は遅れている。酸化チタン等の従来の光触媒が非磁性体であったのに対して，不対電子を有する化合物は磁性体である。このことから，不対電子を持つ遷移金属酸化物は，磁性機能を付加した光触媒の特徴を持つ磁性光触媒となり得る。このため，私達は，不対電子を持ついくつかの鉄複合酸化物に可視光応答性を有する光触媒活性があることを明らかにしてきた。しかし，これら磁性光触媒に関する研究は非常に少なく，これらの鉄複合酸化物の光触媒活性や反応機構については未解明な部分が多い。
令和2年度は，数種の鉄複合酸化物の固溶体の光触媒特性に関する研究と助触媒の効果について研究を行った。前年度に続き，複数の固溶体の精密合成に成功し，メタノール分解と酢酸分解の光触媒活性や物理的性質についての研究が確実に行えた。これらのことにより，固溶体の固溶量変化に伴うバンドギャップ等の光学特性と光触媒特性の関係を広く把握することができた。さらに，複数の系の固溶体の結晶構造の精密化にも成功し，構造変化に伴う光触媒活性の挙動の解釈に関する議論も進んだ。助触媒については，前年度にもこれまでにない新しい発見があったが，令和2年度も別の助触媒の検討や他の系の鉄複合酸化物で検討することで，多くの新しい知見が得られた。これらの成果により，磁性光触媒の活性メカニズムの解明と高活性化への研究が進展した。
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