2015 Fiscal Year Annual Research Report
二酸化炭素の吸着と光還元機能を具えた人工光合成材料の創製
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25708037
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
勝又 健一 東京理科大学, 研究推進機構総合研究院, 准教授 (70550242)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 層状・層間化合物 / 人工光合成 / 二酸化炭素 / 金属水酸化物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年は、Cu(OH)6ユニットが含まれたCu-Zn-Cr三成分系LDHを用い、in-situ還元法でCuイオンを水酸化物基本層から析出させ、Cu2O助触媒担持したLDH光触媒材料を作製し、気相・液相反応系でCO2還元特性を評価した。
In-situ還元後でCu2O相に帰属されるX線回折ピークが観測された。また還元前後で積層構造を示す回折パターンが観測されたため、LDHの結晶構造は維持されていると考えられる。TEM観察からCu置換量xが0.2の場合、還元後でナノ粒子が形成し、LDH組織に分布していることが観測された。それらのナノ粒子に対してHR-TEMを用いて高速フーリエ変換法（FFT）で電子線回折パターンを解析し、立方晶のCu2O相に帰属していることが確認された。Cu置換量xが0.4の場合、Cu2Oナノ粒子が観測されず、LDH粒子サイズよりも大きいキューブ状粒子が形成していることが分かった。UV-VisとPL測定から、Cu2O@LDHは単独な三成分系および二成分系LDHに比べ、LDHの固有吸収と一致する発光ピークが減少され、Cu2Oの担持により電子-正孔の再結合が抑制されたと考えられる。
CO2還元特性評価の結果は、Cu2O@LDHを用いた場合、CO生成量の向上が認められた。0.1Cu2O/Zn1.8CrLDHが最も高い活性を示し、CO生成量はZn2Cr二成分系、Cu0.2Zn1.8Cr系LDHと比較して7倍以上向上した。Cu置換量をふやした場合、Cu2O粒子が凝集して活性は低下した。適度な量のCuをZn-Cr LDH構造中に置換させることにより、in-situ還元法でCu2Oナノ粒子を分散させて析出でき、高活性の光還元助触媒として機能できることを見出した。
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| Research Progress Status |
27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 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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