2014 Fiscal Year Annual Research Report
広域可視光利用のための遷移金属酸窒化物水分解光触媒の開発
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24560953
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
高田 剛 独立行政法人物質・材料研究機構, ナノ材料科学環境拠点, NIMS特別研究員 (80334499)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 光触媒 / 水分解 / 可視光 / 酸窒化物 / 助触媒 / 半導体 / ペロブスカイト / 光電着 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
光触媒を用いて光エネルギーで水を水素と酸素に分解することによりクリーンで再生可能なエネルギーを得ることができる。太陽光を光源として利用するためには幅広い波長領域の光を利用できる光触媒の開発が必要である。既往の研究では500nm付近までの可視光を利用できる材料が開発されていたが、これらの場合は、太陽光のうちごくわずかな波長領域しか利用できない。本研究では、利用可能な波長領域を拡張するために600nm程度までの可視光を利用できる光触媒の開発を目的とした。前年度までの研究でLaMg1/3Ta2/3O2Nの組成をもつペロブスカイト型酸窒化物が600nmまでの可視光に応答し水を水素と酸素に分解することに成功した。このような長波長側まで利用できる水分解光触媒の開発例は世界で初めてのものである。この材料開発における主なアプローチは半導体材料の組成制御によるバンドギャップのチューニングと光触媒粒子の表面被覆である。後者では水溶性ペルオキソ錯体からの光電着法による含水酸化物被覆という新規手法を開発した。この被覆層が分子ふるい作用を示し、水分解反応を阻害せず、逆反応を抑制することにより、定常的な水分解反応の進行が可能となった。さらにLaMg1/3Ta2/3O2Nの合成法について様々な改良を行い、前駆体を均一沈殿法で調製し、より均質な化合物をを得ることで光触媒活性を飛躍的に向上させた。さらに合成したLaMg1/3Ta2/3O2Nを高圧プレスで処理することにより更なる高活性化を行った。
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Research Products
(8 results)
