| 研究課題/領域番号 |
16H02249
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
物理化学
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| 研究機関 | 公益財団法人豊田理化学研究所 (2018)
京都大学 (2016-2017) |
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研究代表者 |
松本 吉泰 公益財団法人豊田理化学研究所, フェロー事業部門, フェロー (70181790)
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| 研究分担者 |
渡邊 一也 京都大学, 理学研究科, 准教授 (30300718)
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| 研究協力者 |
工藤 昭彦 東京理科大学, 教授
杉本 敏樹 京都大学, 助教
倉田 博基 京都大学, 教授
治田 充貴 京都大学, 助教
大谷 文章 北海道大学, 教授
Valentin Cristiana Di ミラノ大学, 教授
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
47,060千円 (直接経費: 36,200千円、間接経費: 10,860千円)
2018年度: 9,490千円 (直接経費: 7,300千円、間接経費: 2,190千円)
2017年度: 11,050千円 (直接経費: 8,500千円、間接経費: 2,550千円)
2016年度: 26,520千円 (直接経費: 20,400千円、間接経費: 6,120千円)
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| キーワード | 光触媒 / 顕微分光 / 過渡吸収分光 / 電位依存性 / 光電気化学 / 和周波発生分光 / 発光分光 / ラマン分光 / 水蒸気改質 / 単一粒子 |
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| 研究成果の概要 |
人工光合成の有力な方法の一つである不均一光触媒反応機構は複雑で未解明な部分が多い。本研究では主に顕微観測による単粒子過渡吸収測定や、形状の異なるナノ粒子を用いることにより、光誘起電荷の減衰挙動や触媒表面での電荷トラップや反応性が光触媒のモーフォロジーにどのように依存するかという点を中心に研究を行なった。主な対象は可視光応答性のある酸素発生触媒であるバナジン酸ビスマスや光触媒のモデル物質であるアナターゼ型チタニアナノ結晶粒子である。その結果、前者においては触媒粒子の凝集度が大きいほど正孔寿命が長くなること、後者においては球状の表面をもつナノ粒子が表面での正孔捕捉能に優れていることが判明した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
従来は光触媒反応機構に関わる測定量は様々な粒径分布と形態を持つ粉体の平均値を基に議論がなされてきた。本研究ではマイクロメータサイズの光触媒粒子においては単粒子の顕微分光により光誘起正孔寿命の粒子凝集度依存性を初めて明らかにした。また、ナノメーターサイズの光触媒においては酸化反応に重要な役割を果す光誘起正孔の触媒表面での捕捉確率が触媒粒形およびその表面構造依存することを明らかにした。さらに、水分子吸着層数を制御することにより正孔捕捉確率における水吸着効果を初めて明らかにすることができ、これらの学術的な意義は高い。また、新エネルギー源である水素発生に資するという観点から社会的意義もある。
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