2019 Fiscal Year Research-status Report
水分解光触媒機能を有するSrTiO3ナノキューブ粒子の創製
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19K05644
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
中島 光一 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 准教授 (70420411)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ペロブスカイト型酸化物 / チタン酸ストロンチウム / ナノキューブ / ソルボサーマル法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、化石燃料（石油）に変わる水素エネルギー社会の実現を目指して、水から水素を高効率に生成させることができる水分解光触媒粒子の材料設計である。対象物質は、ペロブスカイト型構造を有するチタン酸ストロンチウム（SrTiO3）である。また、３年計画で本研究を実施する。１年目は主にソルボサーマル法を用いてSrTiO3ナノキューブの合成に取り組んだ。SrTiO3の形態を制御するために、粒子をナノレベルから構築することができるボトムアップ型アプローチが必要であるので、ソルボサーマル法を用いた。
ソルボサーマル法により得られたSrTiO3について、大型放射光施設（SPring-8）を用いたＸ線回折測定ならびに大強度陽子加速器施設（J-PARC）を用いた中性子回折測定を行い、結晶構造解析を行った。また、得られたSrTiO3粒子は、粒径が50nm以下で、キューブ状の粒子であった。結晶面（ファセット）が露出した粒子であり、水分解光触媒として用いる粒子としては適切な形態をしていた。球面収差補正が備わった走査透過型電子顕微鏡を用いてSrTiO3を観察したところ、結晶内部はSrカラムとTiカラムが規則正しく配列している様子を確認した。また、水分解光触媒の活性に直結するSrTiO3粒子表面については、Tiカラムのみが存在し、表面再構成が見られた。今後、この表面再構成と水分解光触媒活性との相関関係を明らかにするために、格子欠陥に関する検討を実施する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究は１年目で、主にソルボサーマル法を用いたSrTiO3ナノキューブの合成が研究目的であった。粒径が50nm以下で結晶面（ファセット）が露出したキューブ状のSrTiO3を合成することができたので、「おおむね順調に進展している」とした。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究の推進方策として、粒径が揃ったSrTiO3ナノキューブの合成である。そのために、核生成と結晶成長を制御してSrTiO3ナノキュブ合成に取り組む。
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