2006 Fiscal Year Annual Research Report
ニューラルネットワークによる固溶型アナターゼ光触媒の設計
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18560744
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Aichi Institute of Technology |
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Principal Investigator |
服部 忠 愛知工業大学, 工学部, 客員教授 (50023172)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鬼頭 繁治 愛知工業大学, 経営情報科学部, 教授 (20023343)
平野 正典 愛知工業大学, 工学部, 教授 (60267888)
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| Keywords | ニューラルネットワーク / 制御因子解析 / 固溶アナターゼ / 光触媒 |
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| Research Abstract |
触媒活性や選択性は、触媒の成分、組成、構造などの非常に多くの因子に複合的に依存している。そのため、それら因子を制御して触媒性能を最大化することはおろか、主要な制御因子を知ることすら困難な場合が多い。本研究では、ニューラルネットワークの関数近似機能を利用して触媒活性制御因子を解析する新規システムを構築し、アナターゼ型固溶体触媒による水中有機物の光触媒分解を例として触媒性能制御因子の解明と新規触媒の設計を試行し、新規触媒設計支援システム開発の資とすることを目的とする。
本年度においては、システムの試作と評価および固溶型アナターゼ光触媒に関する実験データの蓄積を目的として、以下の研究を行った。
1)結合値法制御因子解析システムの試用と評価
前年度までにニューラルネットワークの結合値を利用する制御因子解析システムを試作したが、これに若干の改良と機能の追加を加えて、触媒物性活性相関が実験的に解明されている5つの触媒反応系に適用した。その結果、主要な活性制御因子が抽出できることが明らかとなった。
2)偏微分法制御因子解析システムの試作と試用
学習済みニューラルネットワークの偏微分によってより精度の高い予測が可能であると予想し、偏微分法制御因子解析システムを試作した。2例について試用した結果、予想通りの高い性能を持つことを示唆する結果が得られた。
3)アナターゼ型固溶体の合成と光触媒活性・構造特性の評価
水熱法によりNbとAlを広い範囲で固溶するアナターゼ型酸化チタンを直接合成して、合成条件が触媒の結晶相、粒子形態、バンド構造変化、微粒子表面の性質などに及ぼす影響を調べ、さらに水中有機物の光触媒分解反応を行い、基本的な光触媒性能を評価した。
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