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Ti/ゼオライト系光触媒によるNOx分解とCO_2のH_2Oによる環元固定化

研究課題

研究課題/領域番号 17029057
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関大阪府立大学

研究代表者

安保 正一  大阪府立大学, 工学研究科, 教授 (70094498)

研究分担者 松岡 雅也  大阪府立大学, 工学研究科, 講師 (80305648)
竹内 雅人  大阪府立大学, 工学研究科, 助手 (90382233)
研究期間 (年度) 2005 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
5,600千円 (直接経費: 5,600千円)
2006年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2005年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
キーワードTi-V / ゼオライト / 光触媒 / NOx分解 / CO_2の還元固定化 / 可視光応答化 / H_2中のCOの選択酸化反応 / MCM-41 / Mo,Cr / 光照射下での触媒調製 / プロパンの光触媒酸化反応
研究概要

本研究では、Ti/ゼオライト系光触媒に各種遷移金属イオン(V,Cr)をイオン注入することで、Ti/ゼオライト系光触媒の高い活性と選択性を保持し、可視光応答化が可能となることを見いだした。Ti酸化物種を導入したメソポーラスシリカ(Ti-HMS)は、250nm付近に孤立四配位状態のTi酸化物種の吸収を示すが、Vイオンを注入すると(V-Ti-HMS)、注入量の増加に依存して吸収が400nm以上の可視光領域までシフトする。XAFS測定および量子化学計算による検討により、Ti酸化物種と注入したV種がTi-O-V結合を形成することでTi酸化物種の電子状態に摂動が生じ、可視光吸収が可能となることを明らかにした。NOの光触媒分解反応を検討した結果、V-Ti-HMSは、イオン注入前のTi-HMSの高い選択性を保持し、可視光の照射下でNOを高選択的にN_2とO_2に分解することがわかった。また、VやCrイオンを注入したTi/ゼオライト系光触媒を用いると、可視光の照射下でCO_2のH_2Oによる還元固定化反応が進行し、メタンおよびメタノールが生成することを明らかにした。また、四配位構造のMo酸化物種を構築したメソポーラスシリカ(Mo-MCM-41)がH_2,CO,O_2の存在下で光照射すると、H_2中の微量COをCO_2へと選択的に酸化することを見出した。本反応は、光励起されたMo^<6+>酸化物種がH_2中のCOと選択的に反応しMo^<4+>とCO_2を与え、Mo^<4+>が0_2により元のMo^<6+>酸化物種に再酸化されるredox機構で進行することを明らかにした。また、本反応はCr-MCM-41上では可視光の照射下でも進行するため、太陽光を利用する燃料電池用の高純度水素製造のオンサイトプロセスへの応用が期待できる。

報告書

(2件)
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (43件)

すべて 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (36件) 図書 (6件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Eliminating traces of carbon monoxide photocatalytically from hydrogen with a single-site, non-noble metal catalyst2007

    • 著者名/発表者名
      T.Kamegawa, J.Morishima, M.Matsuoka, J.M.Thomas, M.Anpo
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C 111

      ページ: 1076-1078

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Photocatalytic water splitting using Pt-loaded visible light-responsive TiO2 thin film photocatalysts2007

    • 著者名/発表者名
      M.Kitano, M.Takeuchi, M.Matsuoka, J.M Thomas, M.Anpo
    • 雑誌名

      Catal. Today 120

      ページ: 133-138

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] The Preparation of Visible Light-Responsive TiO2 Thin Films by Applying a RF-Magnetron Sputtering Deposition Method and Their Photocatalytic Reactivity for the Decomposition of Water with a Separate Evolution of H2 and O22006

    • 著者名/発表者名
      M.Kitano, H.Kikuchi, T.Hosoda, M.Takeuchi, M.Matsuoka, T.Eura, M.Anpo, J.M.Thomas
    • 雑誌名

      Key Eng. Mater. 317-318

      ページ: 823-826

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Extending the Photoresponse of TiO2 to the Visible Light Region : Photoelectrochemical Behavior of TiO2 Thin Films Prepared by the Radio Frequency Magnetron Sputtering Deposition Method2006

    • 著者名/発表者名
      H.Kikuchi, M.Kitano, M.Takeuchi, M.Matsuoka, M.Anpo, P.V.Kamat
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B 110

      ページ: 5537-5541

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Design and Development of Second-Generation Titanium Oxide Photocatalyst Materials Operating under Visible Light Irradiation by Applying Advanced Ion-Engineering Techniques2006

    • 著者名/発表者名
      K.Iino, M.Kitano, M.Takeuchi, M.Matsuoka, M.Anpo
    • 雑誌名

      Curr. Appl. Phys. 6

      ページ: 982-986

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Decomposition of Water in the Separate Evolution of Hydrogen and Oxygen Using Visible Light-Responsive TiO2 Thin Film Photocatalysts : Effect of the Work Function of the Substrates on the Yield of the Reaction2006

    • 著者名/発表者名
      M.Kitano, K.Tsujimaru, M.Anpo
    • 雑誌名

      Appl. Catal. A : General 314

      ページ: 179-183

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Preparation of Nitrogen-Substituted TiO2 Thin Film Photocatalysts by the Radio Frequency Magnetron Sputtering Deposition Method and their Photocatalytic Reactivities under Visible Light Irradiation2006

    • 著者名/発表者名
      M.Kitano, K.Funatsu, M.Matsuoka, M.Ueshima, M.Anpo
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B 110

      ページ: 25266-25272

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Preparation of Crystalline TiO2 Thin Film Photocatalysts on Polycarbonate Substrates by a RF-magnetron Sputtering Deposition Method2006

    • 著者名/発表者名
      M.Takeuchi, T.Yamasaki, K.Tsujimaru, M.Anpo
    • 雑誌名

      Chem. Lett. 35

      ページ: 904-905

    • NAID

      130004424393

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] States of H2O Adsorbed on Oxides : An Investigation by Near and Mid Infrared Spectroscopy2006

    • 著者名/発表者名
      M.Takeuchi, L.Bertinetti, G.Martra, S.Coluccia, M.Anpo
    • 雑誌名

      Appl. Cat. A-General 307

      ページ: 13-20

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Photocatalytic Decomposition of Formic Acid under Visible Light Irradiation over V-ion-implanted TiO2 Thin Film Photocatalysts Prepared on Quartz Substrate by Ionized Cluster Beam (ICB) Deposition Method2006

    • 著者名/発表者名
      J.K.Zhou, M.Takeuchi, X.S.Zhao, A.K.Ray, M.Anpo
    • 雑誌名

      Catal. Lett. 106

      ページ: 67-70

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Photophysicochemical Properties of Chlorophyll-a Adsorbed on Mg-containing Mesoporous Silica2006

    • 著者名/発表者名
      T.Nakamura, M.Takeuchi, H.Yamashita, M.Anpo
    • 雑誌名

      Chem. Lett. 35

      ページ: 106-107

    • NAID

      10016908124

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Investigations on the Effect of Mn Ions on the Local Structure and Photocatalytic Activity of Cu(I)-ZSM-5 Catalysts2006

    • 著者名/発表者名
      H.J.Chen, M.Matsuoka, J.L.Zhang, M.Anpo
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B 110

      ページ: 4263-4269

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Photocatalytic Oxidation of CO with Various Oxidants by Mo Oxide Species Highly Dispersed on SiO2 at 293 K2006

    • 著者名/発表者名
      T.Kamegawa, R.Takeuchi, M.Matsuoka, M.Anpo
    • 雑誌名

      Catal. Today 111

      ページ: 248-253

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Characterization of the Local Structure of Ti-MCM-41 and Their Photocatalytic Reactivity for the Decomposition of NO into N2 and O22006

    • 著者名/発表者名
      Y.Hu, G.Martra, J.L.Zhang, S.Higashimoto, S.Coluccia, M.Anpo
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B 110

      ページ: 1680-1685

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Photocatalytic Decomposition of NOx Using Ti-, V-, and Mo-MCM-41 Catalysts2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Hu, M.Matsuoka, M.Anpo
    • 雑誌名

      Mater. Sci. Forum 510-511

      ページ: 82-85

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Synthesis, Characterization and Photocatalytic Reactivity of Ti-containing Micro-and Meso-porous Materials2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Hu, D.Rakhmawaty, M.Matsuoka, M.Takeuchi, M.Anpo
    • 雑誌名

      J. Porous Mater. 13

      ページ: 335-340

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Preparation and Characterization of Nitrogen-doped TiO2 Photocatalyst in Different Acid Environments2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Cong, L.Xiao, J.Zhang, F.Chen, M.Anpo
    • 雑誌名

      Res. Chem. Intermed. 32

      ページ: 717-724

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Synthesis of Dimethyl Carbonate from Methanol and Supercritical Carbon Dioxide2006

    • 著者名/発表者名
      S.T.Hong, H.S.Park, J.S.Lim, Y.W.Lee, M.Anpo, J.D.Kim
    • 雑誌名

      Res. Chem. Intermed. 32

      ページ: 737-747

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Preparation and Characterization of the Visible Light Responsive TiO_2 Thin Film Photocatalysts Prepared by Magnetron Sputtering Method and Their Photocatalytic Activities for the Water Splitting Reactions2005

    • 著者名/発表者名
      M.Matsuoka, M.Kitano, M.Takeuchi, M.Anpo, J.M.Thomas
    • 雑誌名

      Mater.Sci.Forum 486-487

      ページ: 81-84

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Photocatalytic Water Splitting on Visible Light-responsive TiO_2 Thin Films Prepared by a RF Magnetron Sputtering Deposition Method2005

    • 著者名/発表者名
      M.Matsuoka, M.Kitano, M.Takeuchi, M.Anpo, J.M.Thomas
    • 雑誌名

      Topics Catal. 35

      ページ: 305-310

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Investigations of the Structure of H_2O Clusters Adsorbed on TiO_2 Surfaces by Near-infrared Absorption Spectroscopy2005

    • 著者名/発表者名
      M.Takeuchi, G.Martra, S.Coluccia, M.Anpo
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.B 109

      ページ: 7387-7391

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Mechanism of photoinduced superhydrophilicity on the TiO_2 photocatalyst surface2005

    • 著者名/発表者名
      M.Takeuchi, K.Sakamoto, G.Martra, S.Coluccia, M.Anpo
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.B 109

      ページ: 15422-15428

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Theoretical ab initio study of the intrinsic band gap in semiconductor oxides based on modified titanium dioxides2005

    • 著者名/発表者名
      N.U.Zhanpeisov, M.Anpo
    • 雑誌名

      Theor.Chem.Acc. 114

      ページ: 235-241

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Preparation of Visible Light-responsive TiO_2 Thin Film Photocatalysts by an RF Magnetron Sputtering Deposition Method and Their Photocatalytic Reactivity2005

    • 著者名/発表者名
      M.Kitano, M.Takeuchi, M.Matsuoka, J.M.Thomas, M.Anpo
    • 雑誌名

      Chem.Lett. 34

      ページ: 616-617

    • NAID

      10015515993

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] The Preparation and Characterization of Highly Efficient Titanium Oxide-Based Photofunctional Materials2005

    • 著者名/発表者名
      M.Anpo, S.Dohshi, M.Kitano, Y.Hu, M.Takeuchi, M.Matsuoka
    • 雑誌名

      Annu.Rev.Mater.Res. 35

      ページ: 1-27

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Synthesis, Characterization and Photocatalytic Reactivities of Mo-MCM-41 Mesoporous Molecular Sieves : Effect of the Mo Content on the Local Structures of Mo-Oxides2005

    • 著者名/発表者名
      S.Higashimoto, Y.Hu, R.Tsumura, K.Iino, M.Matsuoka, H.Yamashita, Y.G.Shul, M.Che, M.Anpo
    • 雑誌名

      J.Catal. 235

      ページ: 272-278

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Selective Photooxidation of Methane into Methanol by Nitric Oxide over V-MCM-41 Mesoporous Molecular Sieves2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Hu, S.Higashimoto, S.Takahashi, Y.Nagai, M.Anpo
    • 雑誌名

      Catal.Lett. 100

      ページ: 35-37

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Preparation of unique TiO_2 nano-particle photocatalysts by a multi-gelation method for control of the physicochemical parameters and reactivity2005

    • 著者名/発表者名
      B.Neppolian, H.Yamashita, Y.Okada, H.Nishijima, M.Anpo
    • 雑誌名

      Catal.Lett. 105

      ページ: 111-117

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Preparation of Nano-sized TiO_2 photocatalysts by a multi-gelation method and their application to the degradation of 2-propanol diluted in water2005

    • 著者名/発表者名
      B.Neppolian, H.Yamashita, Y.Okada, H.Nishijima, M.Anpo
    • 雑誌名

      Mater.Sci.Forum 486-487

      ページ: 93-96

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Photoluminescence and photoactivity of titania particles prepared by the sol-gel technique : effect of calcination temperature2005

    • 著者名/発表者名
      K.Jung, S.Park, M.Anpo
    • 雑誌名

      J.Photochem.Photobiol.A.Chem. 170

      ページ: 247-252

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Preparation of controllable crystalline titania and study on the photocatalytic properties2005

    • 著者名/発表者名
      M.Yan, F.Chen, J.Zhang, M.Anpo
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.B 109

      ページ: 8673-8678

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Photophysical and photochemical properties of Coumain-6 molecules incorporated within MCM-482005

    • 著者名/発表者名
      D.Li, J.Zhang, M.Anpo, M.Xue, Y.Liu
    • 雑誌名

      Mater.Lett. 59

      ページ: 2120-2123

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Modeling and simulation of light guide boards for a photocatalytic deodorizing system2005

    • 著者名/発表者名
      S.Usuda, A.Chen, M.Anpo
    • 雑誌名

      Res.Chem.Intermed. 31

      ページ: 319-329

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] A novel deposition precipitation method for preparation of Ag-loaded titanium dioxide2005

    • 著者名/発表者名
      X.You, F.Chen, J.Zhang, M.Anpo
    • 雑誌名

      Catal.Lett. 102

      ページ: 247-250

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Preparation of high photocatalytic activity TiO_2 with a bicrystalline phase containing anatase and TiO_2 (B)2005

    • 著者名/発表者名
      J.Zhu, J.Zhang, F.Chen, M.Anpo
    • 雑誌名

      Mater.Lett. 59

      ページ: 3378-3381

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Photoreduction of carbondioxide on surface functionalized nanoporous catalysts2005

    • 著者名/発表者名
      J.Hwang, J.Chang, SE.Park, K.Ikeue, M.Anpo
    • 雑誌名

      Topics Catal. 35

      ページ: 311-319

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [図書] METAL OXIDES Chemistry and Applications Photocatalysis : Photocatalysis on Titanium Oxide-Based Catalysts2006

    • 著者名/発表者名
      M.Anpo, S.Dohshi, M.Kitano, Y.Hu
    • 出版者
      CRC Press Taylor & Francis Group, Ed. J. L. G. Fierro
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [図書] SPring-8の高輝度放射光を利用した先端触媒開発2006

    • 著者名/発表者名
      胡芸, 辻丸光一郎, 安保正一
    • 出版者
      SPring-8触媒評価研究会編 (NTS)
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [図書] ナノマテリアル工学大系 第2巻 ナノ金属2006

    • 著者名/発表者名
      安保正一, 松岡雅也, 竹内雅人
    • 出版者
      フジ・テクノシステム
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [図書] 光科学研究の最前線 各種光触媒-ゼオライト系光触媒-2005

    • 著者名/発表者名
      安保正一, 松岡雅也
    • 総ページ数
      2
    • 出版者
      強光子場科学研究懇談会
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [図書] 環境にやさしい21世紀の化学 太陽光の化学的利用と環境保全2005

    • 著者名/発表者名
      安保正一, 松岡雅也(分担執筆)
    • 総ページ数
      25
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [図書] 触媒活用大辞典 ゼオライト系光触媒2005

    • 著者名/発表者名
      安保正一, 松岡雅也
    • 総ページ数
      5
    • 出版者
      工業調査会
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [産業財産権] 光触媒およびその製造方法2006

    • 発明者名
      安保正一
    • 権利者名
      安保正一
    • 産業財産権番号
      2006-049401
    • 出願年月日
      2006-02-24
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2018-03-28  

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