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可視光応答型光触媒によるメタン転化や水の光分解反応

研究課題

研究課題/領域番号 08F08080
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 触媒・資源化学プロセス
研究機関東京大学

研究代表者

堂免 一成  東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授

研究分担者 YULIATI Leny  東京大学, 大学院・工学系研究科, 外国人特別研究員
LENY Yuliati  東京大学, 大学院・工学系研究科, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2008 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
2009年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2008年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワード光触媒 / メタンの部分酸化 / メタンの水蒸気改質 / 水の分解 / 水素製造 / メタン部分酸化 / 可視光
研究概要

新規光触媒の調製
太陽光エネルギーを利用するためには,可視光を吸収する半導体材料の開発・利用が必須である。注目されている光触媒材料は通常の酸化物では紫外光しか吸収せず、太陽エネルギー変換としては効率が低くなってしまう。そこで注目したのが窒素を構成元素とする(オキシ)ナイトライド系光触媒であり、酸化物(オキサイド)と比較してバンドギャップが狭くなり、かつ水の分解反応に活性を示すバンド位置を有する材料が多く存在する。これらのナイトライド材料を、酸化物を出発原料としアンモニア流通下で調製する方法、またメソポーラス材料を鋳型としてナノ粒子のナイトライドの調製を試みた。
光触媒反応活性の評価
まず、上記のように調製した可視光応答型光触媒を用いて、メタンの活性化の有無について検討を行った。また同時に、水分解に対する活性評価も行い、さらに可視光照射でのメタンと水を改質させる光触媒反応を検討した。本実験は主に光源としてキセノンランプ、ガラス反応管、ガスクロマトグラフィーにより実施した。様々な新規触媒が上記反応に活性を示すことを見出した。またナノサイズの光触媒粒子が高い光触媒活性を有することを見出した。
反応メカニズムの解明
上記の反応結果に基づき、反応メカニズムを解明し、最適な触媒の設計指針を得た。微粒子の光触媒の調製により、光触媒活性が大幅に向上する理由を検討し、高比表面積化と粒子径が小さくなり再結合の頻度を減少させることが分かった。反応機構の理解のために同位体を用い、光照射時における本反応の活性サイトを解明することを試み、新規な知見を得ることができた。
本研究の総括と報告
本研究により得られた結果をまとめ、別記の学術論文や学会にて発表した。

報告書

(2件)
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2010 2009 2008

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Simple, Low-cost Preparation of High Surface Area Co_3O_4-CeO_2 Catalysts for Total Decomposition of Toluene2010

    • 著者名/発表者名
      Shouichi Somekawa, Leny Yuliati, Asako Ishikawa, Kazuhiro Takanabe, Kazunari
    • 雑誌名

      Chemistry Letters 39

      ページ: 26-27

    • NAID

      10027176327

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formation of germanium nanoparticles in silica glass studied by optical absorption and X-ray absorption fine structure analysis2009

    • 著者名/発表者名
      Tomoko Yoshida, Shunsuke Muto, Leny Yuliati, Hisao Yoshida, Yasuhiro Inada
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 267

      ページ: 1368-1371

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Clustering of germanium atoms in silica glass responsible for the 3.1eV emission band studied by optical absorption and X-ray absorption fine structure analys2009

    • 著者名/発表者名
      Tomoko Yoshida, Shunsuke Muto, Leny Yuliati, Hisao Yoshida, Yasuhiro Inada
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Materials 386-388

      ページ: 1010-1013

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photocatalytic conversion of methane and carbon dioxide over gallium oxide2008

    • 著者名/発表者名
      L. . Yuliati, H. Itoh, H. Yoshida
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters 452

      ページ: 178-182

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nonoxidative coupling of methane over supported ceria photocatalysts2008

    • 著者名/発表者名
      L. Yuliati, T. Hamajima, T. Hattori, H. Yoshida
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry C 112

      ページ: 7223-7232

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photocatalytic nonoxidative coupling of methane on gallium oxide and silica-supported gallium oxide2008

    • 著者名/発表者名
      L. Yuliati, T. Hattori, H. Itoh, H. Yoshida
    • 雑誌名

      Journal of Catalysis 257

      ページ: 396-402

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photocatalytic conversion of methane2008

    • 著者名/発表者名
      L. Yuliati, H. Yoshida
    • 雑誌名

      Chemical Society Review 37

      ページ: 1592-1602

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Co_3O_4-CeO_2触媒を用いたトルエンの完全酸化2010

    • 著者名/発表者名
      Shouichi Somekawa, Leny Yuliati, Kazuhiro Takanabe, Kazunari Domen
    • 学会等名
      第105回触媒討論会A
    • 発表場所
      京都テルサ(京都市)
    • 年月日
      2010-03-25
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Highly Active Tantalum (V) Nitride Photocatalyst for Hydrogen Evolution under Visible Light2009

    • 著者名/発表者名
      Leny Yuliati, Jae-Hun Yang, Kazuhiko Maeda, Tsuyoshi Takata, Kazunari Domen
    • 学会等名
      2009 Material Research Society (MRS) Fall Meeting
    • 発表場所
      Hynes Convention Center(Boston, USA)
    • 年月日
      2009-12-02
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] A new method to prepare Tantalum (V) Nitride with enhanced activity for photocatalytic hydrogen evolution2009

    • 著者名/発表者名
      Leny Yuliati, Jae-Hun Yang, Kazuhiko Maeda, Tsuyoshi Takata, Kazunari Domen
    • 学会等名
      第104回触媒討論会A
    • 発表場所
      宮崎大学(宮崎市)
    • 年月日
      2009-09-30
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 酸化ガリウム光触媒によるメタン転化反応2008

    • 著者名/発表者名
      前田一樹, YULIATI Leny, 吉田寿雄
    • 学会等名
      第102回触媒討論会A
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2008-09-26
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Ce、Co系熱触媒と可視光応答型光触媒を組み合わせたVOC(トルエン)分解に関する研究2008

    • 著者名/発表者名
      染川正一, YULIATI Leny, 石川麻子, 石川明生, 堂免一成
    • 学会等名
      第102回触媒討論会A
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2008-09-26
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Active species of supported ceria photocatalysts for non-oxidative coupling of methane2008

    • 著者名/発表者名
      L. Yuliati, T. Hamajima, T. Hattori, H. Yoshida
    • 学会等名
      第102回触媒討論会B
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2008-09-23
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Photocatalytic conversion of methane and carbon dioxide overGa_2O_32008

    • 著者名/発表者名
      L. Yuliati, H. Itoh, H. Yoshida
    • 学会等名
      14^<th> International Congress on Catalysis (ICC)
    • 発表場所
      COEX Convention Center, Seoul, Korea
    • 年月日
      2008-07-17
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

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公開日: 2008-04-01   更新日: 2024-03-26  

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