2020 Fiscal Year Annual Research Report
Photoreduced methane production from carbon dioxide and water by the fromation of pn junction structure
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18H01746
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| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
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Principal Investigator |
佐藤 一則 長岡技術科学大学, 工学研究科, 名誉教授 (20143828)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 二酸化炭素還元 / 光触媒材料 / メタン / ランタノイド酸化物 / 固相間反応 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
CeO2結晶母相に対してY2O3を高温固相反応法により添加してx mol%Y2O3-CeO2(xYDC)を合成した. 5YDCに光電析法を用いてPt微粒子及びAu微粒子を助触媒として担持し, 担持量および担持方法による水中溶存CO2に対する光還元反応活性への影響を検討した. 固相反応法及び均一共沈法を用いたYDC合成試料についてX線回折法(XRD)及び紫外可視拡散反射スペクトル法によりキャラクタリゼーションを行い, 光触媒活性発現に不可欠なCeO2母相とY2O3-CeO2固溶相の二相共存状態を検討した. 固相反応法を用いて焼成温度の異なる5YDC試料(s-5YDC)とY2O3添加量の異なるs-xYDC(x=0, 5, 10)を合成し, XRDパターン差を比較した. 均一共沈法を用いてY2O3が均一に固溶したxYDC(x=0, 2.5, 5, 10)試料(cp-xYDCと表記)を合成し, XRDパターンを比較した. s-5YDCに光電析法を用いてPt微粒子およびAu微粒子(PtあるいはAuで表記)を助触媒担持し, その担持方法及び担持量の違いによるCO2還元活性への影響を検討した. PtとAuを単体で担持したYDCからCH4生成活性の発現とH2生成活性向上を確認した. PtとAuを順に担持したYDCと同時に担持したYDCからPtとAuの複合担持によってCH4生成活性の向上と生成活性の長時間安定性を確認した. Auを先に担持するとH2生成活性が低下した. 助触媒担持量の増加に伴うCH4生成活性向上を確認したが, 生成速度は光照射から一定時間の後に急速に低下した. PtとAuを近接担持することでPtへのH2供給が効率化でき、COによるPt粒子の被毒防止効果が期待でき、Pt及びAuの析出形態制御が光触媒作用による水中溶存CO2からの安定したメタン生成をもたらすことを示した．
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| Research Progress Status |
令和2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2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(1 results)
