電荷補償型窒素置換による太陽光水素製造のための光触媒開発

• 研究課題/領域番号: 22750116
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 機能物質化学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 加藤 英樹 東北大学, 多元物質科学研究所, 講師 (60385515)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2011年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2010年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: 光触媒 / 窒素置換 / 酸窒化物 / 固溶体 / 可視光応答性 / 水素生成 / 電荷補償 / 水素

研究概要

本研究では, 太陽光を利用した水素製造技術の一つである光触媒に注目し, 紫外光応答型光触媒である酸化物に対する窒素置換による可視光応答化を検討した。その結果, タンタルを主要構成元素とする酸化物光触媒と酸窒化物の固溶体を合成することに成功した。得られた固溶体は, ベースとした酸窒化物よりも優れた光触媒特性を有していることを明らかにした。このように, 酸化物光触媒への窒素置換が, 高性能な光触媒開発の手法となることを実証した。

研究成果

• [学会発表] Development of photocatalysts aiming at water splitting and improvement of their activities (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Kato, M.Kakihana
  • 学会等名: 4th International Symposium on Functional Materials
  • 発表場所: 東北大学(仙台)(招待講演)
  • 年月日: 2011-08-05
• [学会発表] Investigation into La_<1-x>Na_xTaO_<1+2x>N_<2-2x> solid solution photocatalysts aiming at water splitting under visible light (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Ueda, H.Kato, M.Kakihana
  • 学会等名: 4th International Symposium on Functional Materials
  • 発表場所: 東北大学(仙台)
  • 年月日: 2011-08-04
• [学会発表] Inquire into La_<1-x>Na_xTaO_<1+2x>N_<2-2x> solid solution photocatalysts aiming at water splitting under visible light (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Ueda, H.Kato, M.Kakihana
  • 学会等名: 12th Conference of the European Ceramic Society
  • 発表場所: Stockholm(スウェーデン)
  • 年月日: 2011-06-22
• [学会発表] 光触媒特性の制御を目指したNa_xLa_<1-x> TaO_<1+ 2x> N_<2-2x> 固溶体の合成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 植田紘一郎, 加藤英樹, 垣花眞人
  • 学会等名: 日本セラミックス協会2011年年会
  • 発表場所: 静岡大学
  • 年月日: 2011-03-17
• [学会発表] 光触媒特性の制御を目指したNa_xLa_<1-x>TaO_<1+2x>N_<2-2x>固溶体の合成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 植田紘一郎, 加藤英樹, 垣花眞人
  • 学会等名: 日本セラミックス協会2011年会
  • 発表場所: 静岡大学(浜松)
  • 年月日: 2011-03-17
• [学会発表] Investigation into La_<1-x> Na_xTaO_<1+ 2x> N_<2-2x> Solid Solution Photocatalysts Aiming at Water Splitting Under Visible Light (2011)
  • 著者名/発表者名: Koichiro Ueda, Hideki Kato, Masato Kakihana
  • 学会等名: 4th International Symposium on Functional Materials
  • 発表場所: Tohoku University
• [学会発表] Inquire into La_<1-x> Na_xTaO_<1+ 2x> N_<2-2x> Solid Solution Photocatalysts Aiming at Water Splitting Under Visible Light (2011)
  • 著者名/発表者名: Koichiro Ueda, Hideki Kato, Masato Kakihana
  • 学会等名: 12th Conference on Ceramics Society
  • 発表場所: Stockholm, Sweden
• [学会発表] Investigation into Na_<1-x>Sr_xTaO_<3-x>N_x Solid Solution Photocatalysts Aiming at Water Splitting Under Visible Light (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Ueda, H.Kato, M.Kakihana
  • 学会等名: 3rd International Congress on Ceramics
  • 発表場所: Osaka International Convention Center (Osaka)
  • 年月日: 2010-11-15
• [学会発表] ペロブスカイト型酸窒化物固溶体の光触媒活性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 植田紘一郎, 加藤英樹, 垣花眞人
  • 学会等名: 第106回触媒討論会
  • 発表場所: 山梨大学
  • 年月日: 2010-09-15
• [学会発表] ペロブスカイト型酸窒化物固溶体の光触媒活性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 植田紘一郎, 加藤英樹, 垣花眞人
  • 学会等名: 第106回触媒討論会
  • 発表場所: 山梨大学(甲府)
  • 年月日: 2010-09-15
• [学会発表] Hydrogen production from water using photocatalysts (2010)
  • 著者名/発表者名: Hideki Kato, Kakihana Masato
  • 学会等名: 3rd International Congress on Ceramics
  • 発表場所: Osaka