• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2013 Fiscal Year Annual Research Report

有機半導体を適用したアンモニア酸化分解用可視光応答性デバイスの開発

Research Project

Project/Area Number 23550145
Research InstitutionHirosaki University

Principal Investigator

阿部 敏之  弘前大学, 理工学研究科, 教授 (20312481)

Keywords有機半導体 / p/n接合体 / 光触媒デバイス / アンモニア分解
Research Abstract

前年度までに, フラーレン(C60, n型半導体)と亜鉛フタロシアニン(ZnPc, p型半導体)からなるp/n型有機フィルムがヒドラジン酸化を誘起する光アノードとして機能することを見いだすとともに, それを適用して光触媒システムの設計・構成により, 化学量論的なヒドラジンの光触媒分解により窒素(酸化生成物)と水素(還元生成物)が生じることを明らかにした. また, 最終年度には, ペリレン誘導体(PTCBI, n型半導体)/コバルトフタロシアニン(CoPc, p型半導体)系も上記の系と同様にヒドラジン分解活性を有し, C60/ZnPc系よりも約2倍程度活性な光触媒システムを構成できることを見いだした. いずれの系もフタロシアニン表面へのナフィオン膜の結合が有効に作用し, ヒドラジンの表面濃度の向上により, より高い光触媒活性をもたらした. 光電気化学データに基づいたメカニズムの提案も行い, ヒドラジン酸化は1段階4電子過程で進行している可能性についても示した. ヒドラジンはアンモニア酸化分解時の中間体と位置づけられるが, ヒドラジンの可視光分解の例はこれまでに報告がなかったことを考慮すると, 本研究を通して重要な知見と成果が得られたと言える.
さらに, 最終年度において, カーボンナノチューブに担持したIr-Ptをナフィオン中に分散して触媒膜として用い, それをペリレン誘導体(PTCBI, n型半導体)/無金属フタロシアニン(H2Pc, p型半導体)系光アノードに結合してアンモニア分解を検討した. その結果, 可視光照射下, かつ電位規制下でアンモニアの分解による窒素発生(酸化生成物)と水素発生(還元生成物)を確認できた. 今後は触媒の調製条件を中心とした最適化に関する検討を進め, 水素発生を伴ったアンモニア分解用の可視域光触媒システムの創製に向けて研究を継続していく.

  • Research Products

    (7 results)

All 2014 2013

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Decomposition of hydrazine by an organic fullerene/phthalocyanine p–n bilayer photocatalysis system over the entire visible-light region2014

    • Author(s)
      T. Abe, N. Taira, Y. Tanno, Y. Kikuchi, K. Nagai
    • Journal Title

      Chem. Commun.

      Volume: 50(16) Pages: 1950-1952

    • DOI

      10.1039/C3CC46701E

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 有機太陽電池の活性層を用いた全可視光応答光触媒-汚濁物質分解・水分解に向けて-2013

    • Author(s)
      長井圭治,阿部敏之
    • Journal Title

      高分子論文集

      Volume: 70(9) Pages: 459-475

    • URL

      http://main.spsj.or.jp/c5/koron/koron.php

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Multilayerization of Organophotocatalyst Films that Efficiently Utilize Natural Sunlight in a One-pass-flow Water Purification System2013

    • Author(s)
      K. Nagai, Y. Yasuda, T. Iyoda, T. Abe
    • Journal Title

      ACS Sustainable Chem. Eng.

      Volume: 1(8) Pages: 1033-1039

    • DOI

      10.1021/sc400095f

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 有機p/n接合体を基盤とした 水素発生用光触媒デバイスの創成研究2014

    • Author(s)
      阿部敏之
    • Organizer
      新学術領域研究「人工光合成」第四回フォーラム
    • Place of Presentation
      名古屋大学東山キャンパス
    • Year and Date
      20140326-20140326
  • [Presentation] Organic nanoparticles based p-n junction for full-spectrum-visible-light photocatalyst2013

    • Author(s)
      K. Nagai, A. Prabhakarn, S. Zhang, T. Iyoda, T. Abe
    • Organizer
      26th International Microprocesses and Nanotechnology Conference
    • Place of Presentation
      Sapporo, Japan
    • Year and Date
      20131105-20131108
  • [Presentation] 有機p/n接合体を基盤とした 水素発生用光触媒デバイスの創成研究2013

    • Author(s)
      阿部敏之
    • Organizer
      新学術領域研究「人工光合成」第二回公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      立命館朱雀キャンパス(京都)
    • Year and Date
      20131026-20131027
  • [Presentation] Multilayerization of organophotocatalyst polymer films that efficiently utilize natural sunlight in a one-pass-flow water purification system2013

    • Author(s)
      K. Nagai, A. Prabhakarn, S. Zhang, T. Iyoda, T. Abe
    • Organizer
      2013 International Symposium on Integrated Molecular/Materials Science and Engineering (IMSE 2013)
    • Place of Presentation
      Beijing, China
    • Year and Date
      20130919-20130922

URL: 

Published: 2015-05-28  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi