2014 Fiscal Year Annual Research Report
水を電子源とした二酸化炭素の還元反応のための高品質微結晶光触媒の開発
Publicly Offered Research
| Project Area | Chemical conversion of solar energy by artificial photosynthesis: a breakthrough by fusion of related fields toward realization of practical processes |
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| Project/Area Number |
25107515
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
吉田 寿雄 京都大学, 人間・環境学研究科(研究院), 教授 (80273267)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 光触媒 / 人工光合成 / 二酸化炭素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
地球環境維持と代替炭素資源確保の観点から，二酸化炭素を有用な化学物質に変換できる人工光合成を実現させることは重要である．我々は銀添加酸化ガリウム光触媒を用いて水を電子源として二酸化炭素を一酸化炭素に還元することに成功したが，さらなる高効率化のため以下の作業仮説を立てた．すなわち，半導体の光励起により結晶内部に生成する正孔電子対が別々にある特定面に向かい移動すれば，正孔電子対の再結合が抑制され，還元・酸化反応の逆反応もより抑制され，さらには，それぞれの反応場に適した助触媒が選択的に添加されていればより高効率に反応を進行させられると考えた．そこで，特定の結晶面が露出し酸化面・還元面が区別される高品質な微結晶を合成し，それぞれに適した助触媒を添加した高度に構造制御された光触媒を設計することとした．その手段として，形状制御された単結晶の合成に使われる溶融塩法（フラックス法）を利用した．
本年度は，チタン酸ナトリウムやチタン酸カリウム，チタン酸カルシウムを様々な条件で合成し，条件を選べば，チタン酸ナトリウムやチタン酸カリウムでは角柱状微結晶，チタン酸カルシウムでは多面体微結晶を得ることができることがわかった．これらの微結晶光触媒に銀助触媒を添加し，微結晶や助触媒の構造・状態と光触媒活性を比較検討した結果，これらの系で共通して，微結晶の大きさが大きいほど光触媒活性が高いことを見出し，助触媒となる銀の添加率が高いほど一酸化炭素生成速度が高いことが見いだされた．
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| Research Progress Status |
26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 |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(18 results)
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[Presentation] Sodium Hexatitanate Photocatalysts Prepared by A Flux Method for Reduction of Carbon Dioxide with Water2014
Author(s)
Masumi Sato, Zhang Like, Keigo, Masuda, Takeshi Morikawa, Tsutomu Kajino, Takeshi Sekito, Shinichi Matsumoto, Hirohito Hirata, Hisao Yoshida
Organizer
TOCAT7 KYOTO2014
Place of Presentation
KYOTO, JAPAN
Year and Date
2014-06-01 – 2014-06-06
