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2022 Fiscal Year Annual Research Report

ナノ光触媒の励起ダイナミクス

Research Project

Project/Area Number 19H02812
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

藤塚 守  大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (40282040)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Keywords半導体光触媒 / レーザーフラッシュホトリシス / 単一粒子分光 / 貴金属ナノ粒子 / 人工光合成
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、太陽光を用いた人工光合成に用いる半導体光触媒に超高速分光ならびに単一分子分光を適用することで、ナノスケールの不均一界面でおこっている物質間相互作用や化学反応を解明し、構成要素ならびに構造最適化することを目的としている。本年度は以下の研究を行った。
(1)水中の汚染物質の除去においても光触媒の適用が有効であることが知られているが、その触媒活性は結晶面に大きく依存することが知られている。本研究ではAg3PO4によるciprofloxacin (CIP)、sulfamethoxazole (SMX)、 tetracycline (TC)分解反応の検討を結晶面に注目することで行った。{111}facetを特徴とするAg3PO4は{100}にくらべCIP分解において1.83倍の高活性を示すことを確認した。フェムト秒拡散反射測定からは電荷再結合過程が結晶面に依存して変化することが確認されたことから、電荷寿命の長さが分解反応速度を左右することが確認された。
(2) Photoelectrocatalysis (PEC)反応の高効率化を目指し、優れたPEC特性を示すself-interspersed porous nanoplates assembled WO3 (s-i-WO3)の調整し、その反応性の検討を行った。Bisphenol A (BPA)の分解反応において、PEC系では93.7%の分解収率が確認され、この値は光触媒反応(22.0%)および電気触媒反応(43.8%)の値より、著しく高いものであることを確認した。この高い触媒活性は二次元多孔質構造に起因していると考えられ、また、光照射により生成した電子・正孔ペアの分離移動過程が効率的であることを示している。さらにhydroxy radicalが本反応系では主要な活性酸素種であることが示された。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (13 results)

All 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 7 results) Presentation (4 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] East China Normal University/Jinan University(中国)

    • Country Name
      CHINA
    • Counterpart Institution
      East China Normal University/Jinan University
  • [Journal Article] Vanadyl Naphthalocyanine-Doped Polymer Dots for Near-Infrared Light-Induced Nitric Oxide Release and Bactericidal Effects2023

    • Author(s)
      Liu Zuoyue、Okada Yuta、Ichinose Yuma、Saitoh Daisuke、Ieda Naoya、Yamasaki Seiji、Nishino Kunihiko、Nakagawa Hidehiko、Fujitsuka Mamoru、Osakada Yasuko
    • Journal Title

      ACS Applied Nano Materials

      Volume: 6 Pages: 1487~1495

    • DOI

      10.1021/acsanm.2c05566

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Self-Interspersed mesoporous nanoplates assembled WO3 boosts photoelectrocatalytic pollutants degradation: Enhancing separation and transfer of hole/electron pairs2023

    • Author(s)
      Wang Wei-Kang、Zhou Lu-Lu、Cao Hong-Yang、Liu Peng-Xi、Li Xiu-Yan、Fujitsuka Mamoru、Xu Juan、Majima Tetsuro
    • Journal Title

      Applied Surface Science

      Volume: 618 Pages: 156686~156686

    • DOI

      10.1016/j.apsusc.2023.156686

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Zinc porphyrin covalent organic nanodisks synthesized from covalent organic frameworks and their photocatalytic antibacterial activity2023

    • Author(s)
      Li Xinxi、Su Zheming、Fujitsuka Mamoru、Osakada Yasuko
    • Journal Title

      JCIS Open

      Volume: 10 Pages: 100083~100083

    • DOI

      10.1016/j.jciso.2023.100083

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Photoinduced NO-release from polymer dots doped with an Ir(<scp>iii</scp>) complex and <i>N</i>-methyl-<i>N</i>-nitroso-4-aminophenol2023

    • Author(s)
      Saitoh Daisuke、Suzuki Ayumi、Ieda Naoya、Liu Zuoyue、Osakada Yasuko、Fujitsuka Mamoru、Kawaguchi Mitsuyasu、Nakagawa Hidehiko
    • Journal Title

      Organic &amp; Biomolecular Chemistry

      Volume: 21 Pages: 2983~2989

    • DOI

      10.1039/d3ob00047h

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Red, green, and blue radio-luminescent polymer dots doped with heteroleptic tris-cyclometalated iridium complexes2023

    • Author(s)
      Liu Zouyue、Nguyen Hieu Thi Minh、Asanuma Daiki、Tojo Sachiko、Yamaji Minoru、Kawai Kiyohiko、Pratx Guillem、Fujitsuka Mamoru、Osakada Yasuko
    • Journal Title

      RSC Advances

      Volume: 13 Pages: 15126~15131

    • DOI

      10.1039/d3ra01216f

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Radioluminescence from polymer dots based on thermally activated delayed fluorescence2023

    • Author(s)
      Asanuma Daiki、Minh Nguyen Hieu Thi、Liu Zuoyue、Tojo Sachiko、Shigemitsu Hajime、Yamaji Minoru、Kawai Kiyohiko、Mori Tadashi、Kida Toshiyuki、Pratx Guillem、Fujitsuka Mamoru、Osakada Yasuko
    • Journal Title

      Nanoscale Advances

      Volume: 5 Pages: 3424~3427

    • DOI

      10.1039/d3na00308f

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Porphyrin covalent organic nanodisks synthesized using acid-assisted exfoliation for improved bactericidal efficacy2022

    • Author(s)
      Li Xinxi、Shigemitsu Hajime、Goto Tomoyo、Kida Toshiyuki、Sekino Tohru、Fujitsuka Mamoru、Osakada Yasuko
    • Journal Title

      Nanoscale Advances

      Volume: 4 Pages: 2992~2995

    • DOI

      10.1039/d2na00318j

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Red, Green, and Blue Radio-luminescent Polymer Dots Doped with Heteroleptic Tris-cyclometalated Iridium Complexes2023

    • Author(s)
      Zuoyue LIU, Hieu Thi Minh NGUYEN, Daiki ASANUMA, Sachiko TOJO, Minoru YAMAJI, Kiyohiko KAWAI, Guillem PRATX, Mamoru FUJITSUKA, Yasuko OSAKADA
    • Organizer
      2023年光化学討論会
  • [Presentation] Exfoliation of porphyrin containing covalent organic frameworks and investigation of their enhanced photocatalytic activity2022

    • Author(s)
      Xini Li, Yasuko Osakada, Mamoru Fujitsuka
    • Organizer
      2022年光化学討論会
  • [Presentation] Nitric Oxide Releasing from Vanadium Complex Doped Polymer Dots upon Near Infrared Irradiation2022

    • Author(s)
      Zuoyue LIU, Yuta OKADA, Daisuke SAITOH, Naoya IEDA, Hidehiko NAKAGAWA, Mamoru FUJITSUKA, Yasuko OSAKADA
    • Organizer
      2022年光化学討論会
  • [Presentation] Distance-Dependent Electron Transfer Kinetics in DNA at the Single-Molecule Level2022

    • Author(s)
      Shuya FAN, Atsushi MARUYAMA, Mamoru FUJITSUKA, Kiyohiko KAWAI
    • Organizer
      2022年光化学討論会
  • [Remarks] HOME| 藤塚研究室

    • URL

      https://mec.isir-sanken.jp/labs/mec/

URL: 

Published: 2024-12-25  

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