• Search Research Projects
  • Search Researchers
  1. Back to previous page

アモルファス酸化チタンの特異的な表面構造と水溶液中における光反応メカニズムの解明

Research Project

Project/Area Number08J01509
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Functional materials chemistry
Research InstitutionOsaka University
Research Fellow 辻 悦司  大阪大学, 基礎工学研究科, 特別研究員(DC1)
Project Period (FY) 2008 – 2010
Project Status Completed(Fiscal Year 2010)
Budget Amount *help
¥1,800,000 (Direct Cost : ¥1,800,000)
Fiscal Year 2010 : ¥600,000 (Direct Cost : ¥600,000)
Fiscal Year 2009 : ¥600,000 (Direct Cost : ¥600,000)
Fiscal Year 2008 : ¥600,000 (Direct Cost : ¥600,000)
Keywordsアモルファス / 赤外吸収分光法 / In-situ測定 / 表面ラフニング / 電気化学 / TiO_2 / 表面化学 / RuO_2
Research Abstract

これまで単結晶や多結晶のTiO_2に関しては、本多・藤嶋効果の発見から、非常に数多くの研究が行われてきた。一方、アモルファスTiO_2に関してはバルクに存在するダングリングボンドや構造欠陥などが、再結合中心として働いてしまうために不活性であると考えられ、その光電気化学特性について深く研究されることはなかった。しかし、表面構造化学の観点から見れば、必ずしもそうであるとは限らない。実際に申請者は作製条件を工夫することで、光水分解活性のあるアモルファスTiO_2の作製に成功している。本研究では、アモルファスと結晶との表面構造の違いが光触媒活性にどのような影響を与えるかについて明らかにすることを目的とする。
本年度は、前年度に引き続き、水溶液中でのIn-situ測定および光触媒活性の測定を行った。まず始めに前年度に構築した光電気化学測定条件下でのIn-situ全反射赤外分光システムを利用したが、残念ながら明確な結論には至らなかった。一方、アモルファス表面に類似した構造として、原子レベルで表面構造が乱れた(表面ラフニング)TiO_2と、原子レベルで平坦化したTiO_2単結晶との光電気化学特性の比較も行った。その結果、酸性水溶液中において、ラフニング表面の方が原子レベル平坦面に比べ、酸素発生電位が0.2V以上負であることを見出し、より高活性であることを明らかにした。この際、フラットバンド電位の変化はあまり観測されず、このことは表面構造の違いが大きく光触媒活性に寄与していることを示唆している。また、このような光触媒活性の違いは塩基性水溶液中では観測されず、電解液のpHにより光酸素発生反応プロセスが異なっていることも明らかにした。
以上のように、アモルファス構造に類似したラフニング表面においても光触媒活性の確かな向上が観測され、これまで考えられてきだような規定された表面よりも構造の乱れだ表面の方が光酸素発生反応に対して高活性であることを示した。

Report

(3results)
  • 2010 Annual Research Report
  • 2009 Annual Research Report
  • 2008 Annual Research Report

Research Products

(9results)

All 2011 2010 2009 2008

All Journal Article Presentation

  • [Journal Article] Electrocatalytic activity of Amorphous RuO2 electrode for Oxygen Evolution in an Aqueous solution2011

    • Author(s)
      Etsushi Tsuji
    • Journal Title

      Electrochimica Acta

      Volume : 56 Pages : 2009-2016

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 光水分解反応に伴うTiO_2単結晶の表面ラフニングが水分解活性へ及ぼす影響2011

    • Author(s)
      辻悦司
    • Organizer
      電気化学会第78回大会
    • Place of Presentation
      横浜国立大学
    • Year and Date
      2011-03-29
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Correlation between surface local structures and photo-generated species on TiO_2 in an aqueous solution studied by in situ FTIR absorption spectroscopy2010

    • Author(s)
      Etsushi Tsuji
    • Organizer
      18th International Conference on Photochemical Conversion and Storage of Solar Energy
    • Place of Presentation
      Seoul, Korea
    • Year and Date
      2010-07-25
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] RuO_2酸素発生電極触媒の活性への表面局所構造の寄与2010

    • Author(s)
      辻悦司
    • Organizer
      電気化学会第77回大会
    • Place of Presentation
      富山大学
    • Year and Date
      2010-03-31
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Correlation between surface structures and photo-generated species on TiO_2 surfaces during the photo-decomposition reaction of water2010

    • Author(s)
      辻悦司
    • Organizer
      7th International Workshop on Oxide Surfaces
    • Place of Presentation
      Echigo-Yuzawa, Japan
    • Year and Date
      2010-01-13
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] TiO_2上での光水分解反応の表面構造依存性と反応過程で生じる表面吸着種の観測2009

    • Author(s)
      辻悦司
    • Organizer
      第29回表面科学学術講演会
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀
    • Year and Date
      2009-10-27
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Electrocatalytic Activity for Oxygen Evolution at Amorphous RuO_2 Electrode2009

    • Author(s)
      辻悦司
    • Organizer
      The 216th Electrochemical Society Meeting
    • Place of Presentation
      Vienna, Austria
    • Year and Date
      2009-10-07
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Work function of nano-structured TiO_2 (rutile) surface studies by a scanning auger micropobe2008

    • Author(s)
      Etsushi Tsuji
    • Organizer
      The 59th Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry
    • Place of Presentation
      Seville-Spain
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] RuO_2電極表面の結晶性の違いによる酸素発生触媒能への影響2008

    • Author(s)
      辻悦司
    • Organizer
      第28回表面科学学術講演会
    • Place of Presentation
      早稲田大学国際会議場
    • Year and Date
      2008-11-15
    • Related Report
      2008 Annual Research Report

URL :

Published : 2008-04-01   Modified : 2016-04-21  

Information FAQ News Terms of Use

Powered by NII kakenhi