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多層構造を有する金属ナノ粒子内包型光触媒の特性制御と可視光プラズモニック水素生成

Research Project

Project/Area Number 13J07957
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Catalyst/Resource chemical process
Research InstitutionKyoto University (2014)
Kinki University (2013)

Principal Investigator

田中 淳皓  京都大学, 工学研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords光触媒 / Auナノ粒子 / 太陽光エネルギー / 物質変換 / Auのナノ粒子 / 太陽エネルギー
Outline of Annual Research Achievements

本研究では,太陽光エネルギーを最大限に利用した光触媒の構築のために,金(Au)の表面プラズモン共鳴(SPR)を可視光光触媒反応への応用を目的としている.報告者はこれまでに、AuのSPR誘起型光触媒の光触媒反応を積極的に検討してきた.種々の化学反応への応用,それぞれの化学反応に適応した材料の創出を考えた.交付申請書の「研究実施計画」には「まず,Au粒子担持酸化物を調製し,SPR光触媒の種々の化学反応への応用について検討する.」と記載した.
<具体的内容>
酸化反応(水の酸化)と還元反応(プロトンからの水素生成)をそれぞれ達成することができる新たなSPR光触媒系としてPt/Au/WO3の合成に成功し,その成果を第114回触媒討論会で発表した.さらに,論文として,J. Am. Chem. Soc.に掲載された.他方で,多層構造を有する金属ナノ粒子内包型光触媒の創製を目指したが,金属-酸化物内包構造には至っていない.その前段階として,上記に示した金属-金属内包構造を達成することができ,Catal. Sci. Technol.への論文掲載に至った.
<意義・重要性>
以上の結果より、はじめのPt/Au/WO3においてはAuのSPR粒子とWO3のバンドギャップ励起を用いた光触媒を創生することができた.この光触媒ではAu粒子状にPt粒子を担持したPt/Au粒子上でプロトンの還元反応,WO3上で水の酸化反応が起こっていると予想される.これにより,これまで問題となっていたSPR光触媒の低活性をWO3の半導体光触媒で補えたといえる.この研究中に両者の光機能を補助光照射アクションスペクトルにより達成することができた.また,Au上へのPt粒子の生成は今後,申請者が目指している多層構造を有するSPR光触媒の創生につながるといえる.

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2015 2014 2013 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (9 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Visible-light-induced hydrogen and oxygen formation over Pt/Au/WO_3 photocatalyst utilizing two types of photoabsorption due to surface plasmon resonance and band-gap excitation2014

    • Author(s)
      田中淳皓、橋本圭司、古南 博
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc.

      Volume: 136 Issue: 2 Pages: 586-589

    • DOI

      10.1021/ja410230u

    • Related Report
      2014 Annual Research Report 2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Photocatalytic reactions under irradiation of visible light over gold nanoparticles supported on titanium(IV) oxide powder prepared by using a multi-step photodeposition method2014

    • Author(s)
      A. Tanaka, S. Sakaguchi, K. Hashimoto, H. Kominami
    • Journal Title

      Catal. Sci. Technol.

      Volume: 4 Issue: 7 Pages: 1931-1938

    • DOI

      10.1039/c4cy00042k

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Photocatalytic chemoselectivc reduction of epoxides to alkenes along with formati on of ketones in alcoholic suspensions of silver-loaded titanium (IV) oxide at roo m temperature without use of reducing gas2014

    • Author(s)
      古南博、山本悟志、今村和也、田中淳晧、橋本圭司
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: (印刷中) Issue: 35 Pages: 4558-4560

    • DOI

      10.1039/c3cc49340g

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Selective oxidation of alcohols in aqueous suspensions of rhodium ion-modified TiO2 photocatalysts under irradiation of visible light2014

    • Author(s)
      S. Kitano, A. Tanaka, K. Hashimoto, H. Kominami
    • Journal Title

      Phys. Chem. Chem. Phys.

      Volume: 16 Issue: 24 Pages: 12554-12559

    • DOI

      10.1039/c4cp00863d

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Simultaneous and stoichiometric water oxidation and Cr (VI) reduction in aqueous suspensions of functionalized plasmonic photocatalyst Au/TiO_2-Pt under irradiation of green Light2013

    • Author(s)
      田中淳皓、中西康介、濱田涼介、橋本圭司、古南 博
    • Journal Title

      ACS Catal.

      Volume: 3 Issue: 8 Pages: 1886-1891

    • DOI

      10.1021/cs400433r

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Functionalization of Au/TiO_2 plasmonic photocatalysts with Pd by formation of a core-shell structure for effective dechlorination of chlorobenzene under irradiation of visible light2013

    • Author(s)
      田中淳皓、福康二郎、西卓也、橋本圭司、古南 博
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. C

      Volume: 117 Issue: 33 Pages: 16983-16989

    • DOI

      10.1021/jp403855p

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 金担持金属酸化物による可視光水分解反応2015

    • Author(s)
      田中淳皓,寺村謙太郎,細川三郎,古南博,田中庸裕
    • Organizer
      第115回触媒討論会
    • Place of Presentation
      成蹊大学(東京都武蔵野市)
    • Year and Date
      2015-03-23 – 2015-03-25
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 表面プラズモン共鳴誘起型光触媒を用いた水素生成反応2014

    • Author(s)
      田中淳皓,橋本圭司,古南博,田中庸裕
    • Organizer
      Cat-on-Cat Symposium in Himeji 2014
    • Place of Presentation
      姫路・西はりま地場産業センター(兵庫県姫路市)
    • Year and Date
      2014-12-13
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 表面プラズモン共鳴誘起型光触媒による可視光水素生成反応における助触媒の影響2014

    • Author(s)
      田中淳皓,橋本圭司,田中庸裕,古南博
    • Organizer
      第114回触媒討論会
    • Place of Presentation
      広島大学 東広島キャンパス(広島県東広島市)
    • Year and Date
      2014-09-25 – 2014-09-27
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 銅、銀-金粒子の表面プラズモン共鳴による可視光光触媒反応2014

    • Author(s)
      田中淳皓,橋本圭司,田中庸裕,古南博
    • Organizer
      第33回光がかかわる触媒化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京理科大学 葛飾キャンパス
    • Year and Date
      2014-07-18
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Visible light-induced hydrogen formation over Pt/Au/WO3 photocatalyst utilizing two types of photoabsorption due to surface plasmon resonance and band-gap excitation2014

    • Author(s)
      Atsuhiro Tanaka, Keiji Hashimoto, Hiroshi Kominami
    • Organizer
      PREPA11
    • Place of Presentation
      Louvain-la-Neuve
    • Year and Date
      2014-07-07 – 2014-07-10
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Hydrogen formation over Pt/Au/WO3 photocatalyst under irradiation of visible light2014

    • Author(s)
      Atsuhiro Tanaka, Keiji Hashimoto, Hiroshi Kominami
    • Organizer
      TOCAT7
    • Place of Presentation
      Kyoto TERRSA
    • Year and Date
      2014-06-01 – 2014-06-06
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 金の表面プラズモン共鳴と酸化タングステンのバンドギャップ励起を用いた可視光水素生成反応2014

    • Author(s)
      田中淳皓、橋本圭司、古南 博
    • Organizer
      第113回触媒討論会
    • Place of Presentation
      ロワジールホテル豊橋(愛知県)
    • Year and Date
      2014-03-27
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 表面プラズモン共鳴誘起型光触媒による可視光水素生成反応2013

    • Author(s)
      田中淳皓、橋本圭司、古南 博
    • Organizer
      第112回触媒討論会
    • Place of Presentation
      秋田大学(秋田県)
    • Year and Date
      2013-09-23
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 表面プラズモン共鳴誘起型光触媒の機能化2013

    • Author(s)
      田中淳皓、橋本圭司、古南 博
    • Organizer
      第32回光がかかわる触媒化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京工業大学(東京都)
    • Year and Date
      2013-06-14
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Book] 触媒2015

    • Author(s)
      田中淳皓,古南博
    • Total Pages
      7
    • Publisher
      触媒学会
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Remarks] http://www.moleng.kyoto-u.ac.jp/~moleng_04/

    • Related Report
      2014 Annual Research Report

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Published: 2014-01-29   Modified: 2024-03-26  

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