Control of the photogenerated carrier dynamics toward fabrication of highly active visible light responsive photocatalysts

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K15391
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 36020:Energy-related chemistry
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Nishiyama Naoto 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任研究員 (10850670)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 可視光応答型光触媒 / 金属イオンドープ / 金属酸化物半導体光触媒

Outline of Final Research Achievements

The effective use of the cleanest energy source available, sunlight, has the potential to make a significant contribution to solving recent environmental problems. I have developed a new method,"high activation by the separation of the photogenerated hole-electron pairs (photogenerated carriers) by using the multiple valence states of the doped metal ions", by using titanium dioxide. In this study, I investigated the possibility of applying the above new method to other metal oxides.

Free Research Field

光化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、酸化チタン(TiO2)に代わる金属酸化物半導体光触媒として、酸化ジルコニウム(ZrO2)に着目した。ゾル－ゲル法に透析操作を導入した合成法により、Ptイオンをドープした新規な可視光応答型ZrO2を合成できた。さらに、Ptイオンの複数の原子価状態も発現させることができ、わずかながらも、水溶液中の4-クロロフェノールを分解できたことから、申請者が独自に開発した可視光応答型光触媒の新規な高活性化手法の適用の可能性を広げることができた。今後、この新規手法を確立することで、太陽光の有効的な利用も可能となり、持続可能な開発にも繋がるため、学術的意義だけでなく、社会的意義も大きい。