2023 Fiscal Year Annual Research Report
触媒表面機能コア制御による二酸化炭素還元光触媒設計への挑戦
Publicly Offered Research
| Project Area | New Materials Science on Nanoscale Structures and Functions of Crystal Defect Cores |
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| Project/Area Number |
22H04511
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| Research Institution | Osaka Metropolitan University |
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Principal Investigator |
吉田 朋子 大阪公立大学, 人工光合成研究センター, 教授 (90283415)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 複合型in-situ分光分析 / CO２還元反応メカニズム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1)複合型in-situ分光測定システムの構築
これまで不明であった酸化ガリウム光触媒（Ga2O3）への銀助触媒担持効果について，自ら構築したin-situ FT-IR・光吸収・発光測定システムや，放射光施設との共同研究で確立したXAFS測定システムを組み合わせた複合型「その場」分析により詳細に調べていた．これにより，Ag-Ga複合酸化物が形成された場合には，CO2は不活性なmonodentate-carbonateとして吸着され反応中間体は生成しないが，銀ナノ粒子・クラスターが形成された場合には，Ga2O3に吸着したmonodentate bicarbonateやbidentate carbonateへの効率的な電子移動により反応中間体生成を促進し，反応効率が飛躍的に向上することを明らかにしている．
2)助触媒非担持酸化ガリウム光触媒の設計
Ga2O3の多形に注目し，異なる結晶構造（α, β, γ相など）を，α/β, β/γなど様々な組み合わせで接合する混相Ga2O3光触媒をGa2O3の前駆体である硝酸ガリウムを用いた独自手法により合成した．また比表面積や結晶構造の異なるAl2O3やMgAl2O4を担体として，混相Ga2O3を担持した光触媒を調製した．これらの助触媒非担持光触媒を用いて，水による二酸化炭素還元反応を高効率且つ安定に進行させると共に，上記複合型in-situ分光分析により反応メカニズムについても解明した．
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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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