| 研究課題/領域番号 |
22550184
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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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 |
無機工業材料
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| 研究機関 | 北九州工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
松嶋 茂憲 北九州工業高等専門学校, 物質化学工学科, 教授 (80229476)
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| 研究分担者 |
小畑 賢次 北九州工業高等専門学校, 物質化学工学科, 准教授 (70370046)
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| 研究期間 (年度) |
2010 – 2012
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| 研究課題ステータス |
完了 (2012年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2012年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2011年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2010年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
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| キーワード | 光触媒 / 無機微粒子の合成 / 機器分析 / 電子構造計算 / 複合酸化物 / 可視光応答 / CaO-Bi2O3系複合酸化物 / CaO-Bi_2O_3系複合酸化物 / CaO-Bi_2O_3複合酸化物 |
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| 研究概要 |
CaO-Bi2O3 複合酸化物系の中で可視光吸収が可能なCa4Bi6O13 に注目し、高比表面積を持つCa4Bi6O13 の高純度相を得るための合成法の確立と詳細なキャラクタリゼーションを実施した。固相反応法, 酢酸塩法及び有機酸法について検討した結果、有機酸としてクエン酸を用いると、最も高純度で高比表面積のCa4Bi6O13 相が速やかに低温で生成することが明らかとなった。可視領域において光触媒特性を試験した結果、酸化チタンよりも高いメチレンブルー分解活性を有することが判明した。また不純物としてSr を添加すると、わずかにバンドギャップの狭窄化が確認され、同時に光触媒活性も改善されることがわかった。Ca4Bi6O13 の光触媒特性発現機構を明確にするために、第一原理エネルギーバンド計算を実施した。その結果、Ca4Bi6O13 は光触媒として有利な直接遷移型の酸化物であり、伝導帯底付近や価電子帯頂上付近のエネルギーバンドが分散しており、光励起されたキャリアの有効質量が小さいことがわかった。またCa4Bi6O13は歪んだBi 配位多面体の連結構造から成るが、その多面体中には大きな電気双極子モーメントが存在し、それが光励起された電子とホールの分離を促進していることが示唆された。
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