2017 Fiscal Year Research-status Report
Photocatalytic activity of perovskite-type oxides containing lanthanide Ions
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17K06024
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| Research Institution | Gunma National College of Technology |
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Principal Investigator |
平 靖之 群馬工業高等専門学校, 物質工学科, 准教授 (40369939)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 光触媒 / 希土類 / ペロブスカイト |
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者は，希土類であるテルビウムを含むペロブスカイト型酸化物BaTbO3が，可視光照射により光触媒活性を示すことを発見している。本研究では，新規可視光応答型光触媒である希土類含有ペロブスカイト型酸化物ATbO3（A = アルカリ土類）について，試料合成に固相法および液相法を駆使することで試料の結晶構造，化学組成，形態を制御し，未だ解明されていないATbO3の光触媒活性を明らかにし，希土類化合物群における可視光応答型光触媒探索の新たな指針を掲げることを目指している。
平成29年度は，SrTbO3の合成とその光触媒活性を調べた。希土類含有ペロブスカイト型酸化物BaTbO3が可視光照射により光触媒活性を示すのは，[Xe](4f)7電子配置を有する+4価のテルビウムを含むためだと考えられる。そこで同じくTb4+を含む化合物に注目するために，BaTbO3中のBa2+を他のアルカリ土類に置き換えたSrTbO3を合成し，その光触媒活性を調べた。
目的のペロブスカイト型複合酸化物SrTbO3を合成するために，固相反応法に加えて錯体重合法を用いた。いずれの合成方法を用いた場合でも，目的のSrTbO3試料を単相で得ることが出来た。SrTbO3試料の光吸収特性を調べたところ，波長530 nm以下の光を吸収することが分かった。BaTbO3では，波長550 nm以下の光を吸収することが分かっているので，SrTbO3はBaTbO3と同程度に青色LEDの光を吸収すると考えられる。
合成した試料の光触媒活性を調べるために，1 wt%のPt助触媒を担持した試料による50%メタノール水溶液の還元反応により評価した。SrTbO3はBaTbO3と同程度に青色LEDの光を吸収するため，同程度の光触媒活性が期待されたが，SrTbO3試料の光触媒活性を調べたところ，水素発生はBaTbO3よりも少ないことが分かった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初の計画ではCa系の光触媒活性についても調べる予定であったが，Sr系の光触媒活性が予想以上に低く，その活性を高めるために，合成方法の検討に時間を費やした。その面では，当初の計画からはやや遅れている。しかしながら，錯体重合法の合成条件を変化させることで，光触媒活性が向上させることが出来ている。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初期待していたよりもSr系試料の光触媒活性が低いために，合成方法の検討を行い，試料の形態制御を試みたことで，触媒活性を向上させることが出来た。
そこで，今後もCa系などの他の試料についても，合成方法を綿密に検討し，高い光触媒活性を示す条件を探る。
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| Causes of Carryover |
納入金額の微調整が出来ずに，少額の残が出てしまった。翌年度は計画的に使用予定である。
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