2014 Fiscal Year Annual Research Report
分光計測による光触媒反応効率決定因子の解明
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 |
25107523
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
加藤 隆二 日本大学, 工学部, 教授 (60204509)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 光触媒 / 過渡吸収分光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、分光技術を駆使して、水を原料とする固体光触媒反応における反応効率決定要因である、(1) 電子と正孔の生成効率、(2)電荷寿命（再結合時間）そして(3) 表面における水の存在状態、について、系統的な検討を行い、新規光触媒における反応効率の決定因子を解明することを目的とする。
目的(1)(2)に関してはレーザー過渡吸収分光法、特にマイクロ波領域での過渡吸収分光装置の改良を行った。実際の試料は粉末状であり、これに特化した試料ホルダーや測定共振器の最適化が課題となった。最適化後、種々の市販酸化チタン製品について系統的な検討を行った。これにより過渡吸収信号と試料粒径や結晶構造との相関を明らかにした。また、班内共同研究として可視光応答性の水素発生用新規光触媒材料においても検討を行い、材料の作製方法が触媒反応活性に及ぼす効果について議論できる結果を得た。
光触媒反応の標準反応として用いられているメチレンブルーの分解反応について詳細な検討を行った。具体的には、まず色素の吸着等温線を求め、ラングミュア型の吸着等温線とは異なるタイプの等温線となることを見出した。反応機構解析を行ったところ、色素の吸着速度が律速となっていることを見出した。さらに吸着水分子が色素の集合構造に影響を与えることを見出した。高感度近赤外吸収分光法を用いて、酸化チタン表面の吸着水分子の直接検出を試みたが、現在のところ明瞭な信号は観測できていない。
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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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