2023 Fiscal Year Annual Research Report
Metal nanoparticles/semiconductor photocatalysts for hypochlorous acid from salt water and air
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21H01707
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
平井 隆之 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 教授 (80208800)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
白石 康浩 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 准教授 (70343259)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 次亜塩素酸 / 金属ナノ粒子 / 半導体光触媒 / 塩水 / 空気 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
太陽光エネルギーにより、常温・常圧下、塩水と空気を原料として次亜塩素酸を合成する新光触媒を開発した。プラズモン金属ナノ粒子／含塩素半導体からなる相界面への可視光照射により、金属ナノ粒子上に生成したホットホールを含塩素半導体に注入する。ホールによる骨格塩素イオンの酸化と、溶液内塩素イオンによる骨格塩素イオンの補填を連続的に進め、次亜塩素酸を効率よく合成する革新的光触媒を開発した。これらの研究を通して、持続可能エネルギーにより、入手容易な塩水と空気から殺菌剤・消毒剤として不可欠な次亜塩素酸を簡便に合成する新技術の開発を行った。
2023年度は、Auナノ粒子を担持したAgCl半導体粉末（Au/AgCl触媒）の新たな合成法について検討した。AgCl粉末とAu源をエチレングリコールに加え、マイクロ波を加熱する「マイクロ波還元法」によりAu/AgCl触媒を合成した。本触媒は、これまでに用いてきた析出沈殿法により合成した触媒よりも高活性を発現することを見出した。これは、マイクロ波還元法では、小さなAuナノ粒子を多量にAgCl上に担持できるためと考えられる。多量の接触界面を反応場として利用できることにより、反応効率が増加することが高い活性の発現の要因となっていることを種々の分光分析により明らかにした。本触媒は、疑似太陽光照射下、塩水と空気から次亜塩素酸を生成させることが可能であり、これまでに報告されている光触媒系の中で最も高い変換効率で次亜塩素酸を生成させた。
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| Research Progress Status |
令和5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5年度が最終年度であるため、記入しない。
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