2014 Fiscal Year Research-status Report
| Project/Area Number |
26420674
|
|---|
| Research Institution | Utsunomiya University |
|---|
Principal Investigator |
手塚 慶太郎 宇都宮大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (00334079)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | 光触媒 / 酸化物 / 磁性 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
光触媒の研究は酸化チタンを中心とする不対電子を持たない金属酸化物の研究が主流であり，不対電子を持つ遷移金属酸化物を用いた研究は遅れている。申請者は，これまでに不対電子を持ついくつかの鉄複合酸化物に可視光応答性を有する光触媒活性があることを明らかにしてきた。しかも，酸化チタン等の従来の光触媒が非磁性体であったのに対して，これらの化合物は不対電子を有するので磁性体である。このことから，磁性機能を付加した光触媒の特徴を持つ。しかし，これら磁性光触媒に関する研究は非常に少なく，これらの鉄複合酸化物の光触媒活性や反応機構については未解明な部分が多い。本研究では，これらを明らかにし，磁性と可視光応答性を併せ持った新しい光触媒の開発指針を得るとともに，新たな光触媒を開発することを目指す。
H26年度は予定通りに数種類の系の鉄複合酸化物の固溶体の精密合成に成功した。これら固溶体の結晶構造の精密化にも粉末X線回折パターンのRietveld解析により成功した。固溶体の金属－酸素間距離，結合角，各原子種の結晶学的サイトにおける占有率を明らかにし，固溶に伴う結晶構造の変化の傾向を把握することができた。UV-VIS拡散反射スペクトル測定を行い，光学バンドギャップを求め，固溶量に伴うバンドギャップの変化の傾向を明らかにすることができた。メタノール分解と酢酸分解反応に関して光触媒活性を調査し，さらに磁化測定も行った。この結果，光触媒活性と磁性との関係は系によって異なることがわかった。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
H26年度は予定通り複数の複合酸化物の固溶体の精密合成に成功した。光触媒活性の評価に関しては予定していた反応について測定を行った。バンドギャップについても予定通り拡散反射スペクトル測定によって決定を行った。しかし，予定していたUPS/XPS測定による価電子帯準位の観察は装置の故障等により遅れている。この後に行う予定のバンド構造計算も同様に遅れている。一方，H27年度以降に行う予定であった結晶構造の精密化を一部早めに行った。これらの状況から総合的には上記の区分になると判断した。
|
| Strategy for Future Research Activity |
研究はおおむね予定通りであるので，基本的には当初の計画通りに進める。ただ，バンド構造に関係しているUPS/XPS測定とバンド構造計算については少し遅れているので早めに進めたい。また，対象とする複合金属酸化物固溶体の系についても種類を増やし，磁性を有する光触媒全体の傾向把握を進める。
|
| Causes of Carryover |
計画と実際で進行状況と予算に関し，バンド構造に関係する部分や遠心分離機の購入に変更があったため次年度使用額が生じた。このため，予算使用に関しては計画時と少し遅れている。しかし，上述したように研究自体はおおむね順調に進展しており，研究遂行上は問題はないと考えている。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
光触媒の合成に関係する原料等の物品，バンド構造の測定と計算に関係する物品，評価に関係する反応容器や照射光源関連物品の購入を予定している。これ以外には学会出張の旅費，機器のレンタル料，学会誌掲載料を計上した。
|
