ｄ１０電子状態の金属リン化物光触媒を用いた水分解反応

• 研究課題/領域番号: 23760742
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 触媒・資源化学プロセス
• 研究機関: 長岡技術科学大学
• 研究代表者: 齊藤 信雄 長岡技術科学大学, 工学部, 准教授 (40313572)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2013年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2012年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2011年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: リン化物光触媒 / 水分解 / 水素 / 半導体光触媒 / 金属リン化物 / 水分解反応 / 水素生成 / 水素製造

研究概要

太陽光を利用して水から水素を生成できる光触媒の開発を目的にし、金属リン化物の水分解に対する光触媒作用を調べた。本研究では、金属リン化物光触媒としてd10電子状態を持つZnGexSn1-xP2およびGaP-ZnS固溶体に着目し、犠牲試薬を用いた水素生成活性について調査した。これらの金属リン化物に可視光を照射すると水素が生成することを見出し、d10電子状態を持つ金属リン化物が新規可視光応答型光触媒材料になることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Emission spectroscopy divalent-cation-doped GaN photocatalysts (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Hirai, S. Ikeda, M. Matsumura, N. Saito, H. Nishiyama, Y. Inoue, Y. Harada, N. Ohno, K. Maeda, J. Kubota, and K. Domen
  • 雑誌名: J. Appl. Physics 巻: 110 号: 11 ページ: 113526-113526
  • DOI: 10.1063/1.3665225
  • 査読あり
• [学会発表] GaN光触媒の水分解反応に対する粒子形態の影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田中翔太、齊藤信雄
  • 学会等名: 第33回表面科学学術講演会
  • 発表場所: つくば国際会議場
  • 年月日: 2013-11-28
• [学会発表] 表面酸処理をしたMgドープGaN光触媒による水分解反応 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石黒寛樹、齊藤信雄
  • 学会等名: 第33回表面科学学術講演会
  • 発表場所: つくば国際会議場
  • 年月日: 2013-11-28
• [学会発表] P,MgドープGaNによる可視光応答型水分解光触媒の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石黒寛樹、中郷力、齊藤信雄
  • 学会等名: 平成25年度日本化学会関東支部新潟地域研究発表会
  • 発表場所: 長岡技術科学大学
  • 年月日: 2013-11-16
• [学会発表] 均一にMg^<2+>イオンをドープしたGaN光触媒による水分解反応 (2013)
  • 著者名/発表者名: 鈴木隆友、高津良輔、齊藤信雄
  • 学会等名: 平成25年度日本化学会関東支部新潟地域研究発表会
  • 発表場所: 長岡技術科学大学
  • 年月日: 2013-11-16
• [学会発表] ジルコニウム系光触媒による水中の微量鉛イオンの光電着捕集 (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉田有紀美、前原美星、齊藤信雄
  • 学会等名: 日本金属学会2012年秋期大会
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 2012-09-18
• [学会発表] 均一にMg^<2+>をドープしたp型GaN光触媒による水分解反応 (2012)
  • 著者名/発表者名: 鈴木隆友、齊藤信雄
  • 学会等名: 日本金属学会2012年秋期大会
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 2012-09-18
• [学会発表] 光触媒活性に対するd^<10>電子状態を持つGaP-ZnS固溶体の効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石黒寛樹、小林頌承、齊藤信雄
  • 学会等名: 日本金属学会2012年秋期大会
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 2012-09-17
• [学会発表] 多孔質構造を持つ異種元素添加CeO_2光触媒による水中の鉛イオンの捕集 (2012)
  • 著者名/発表者名: 前原美星、吉田有紀美、齊藤信雄
  • 学会等名: 日本金属学会2012年秋期大会
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 2012-09-17
• [学会発表] p型GaN粒子の表面形態が水分解反応の光触媒活性に及ぼす影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田中翔太、水口公貴、齊藤信雄
  • 学会等名: 日本金属学会2012年秋期大会
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 2012-09-17
• [学会発表] p型GaN粒子の表面形態が水分解反応の光触媒活性に及ぼす影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田中 翔太、水口 公貴、齊藤 信雄
  • 学会等名: 日本金属学会
  • 発表場所: 愛媛大学
• [学会発表] 多孔質構造を持つ異種元素添加CeO2光触媒による水中の鉛イオンの捕集 (2012)
  • 著者名/発表者名: 前原美星、吉田有紀美、齊藤 信雄
  • 学会等名: 日本金属学会
  • 発表場所: 愛媛大学
• [学会発表] 光触媒活性に対するd10電子状態を持つGaP-ZnS固溶体の効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石黒 寛樹、小林 頌承、齊藤 信雄
  • 学会等名: 日本金属学会
  • 発表場所: 愛媛大学
• [学会発表] 均一にMg2+をドープしたp型GaN光触媒による水分解反応 (2012)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 隆友、齊藤 信雄
  • 学会等名: 日本金属学会
  • 発表場所: 愛媛大学
• [学会発表] ジルコニウム系光触媒による水中の微量鉛イオンの電着捕集 (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉田 有紀美、前原 美星、齊藤 信雄
  • 学会等名: 日本金属学会
  • 発表場所: 愛媛大学
• [学会発表] 光触媒による液中Pb^<2+>イオンの光電着捕集 (2011)
  • 著者名/発表者名: 吉田有紀美、風間正浩、井上泰宣、齊藤信雄
  • 学会等名: 日本化学会第5回関東支部大会
  • 発表場所: 東京農工大学
  • 年月日: 2011-08-31
• [学会発表] Auを光電着担持したd^<10>電子状態を持つGa_2O_3による水分解反応 (2011)
  • 著者名/発表者名: 帆刈義博、藤野健介、齊藤信雄
  • 学会等名: 日本化学会第5回関東支部大会
  • 発表場所: 東京農工大学
  • 年月日: 2011-08-31
• [学会発表] 水分解反応の光触媒活性に対するd^<10>電子状態を持つZnGa_2O_4のZn欠損および過剰効果 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鈴木隆友、堀健太郎、齊藤信雄
  • 学会等名: 日本化学会第5回関東支部大会
  • 発表場所: 東京農工大学
  • 年月日: 2011-08-31
• [学会発表] Auを光電着担持したd10電子状態を持つGa2O3による水の分解反応 (2011)
  • 著者名/発表者名: 帆刈義博、藤野健介、齊藤信雄
  • 学会等名: 日本化学会 関東支部
  • 発表場所: 東京農工大学
• [学会発表] 光触媒による液中Pb2+イオンの光電着捕集 (2011)
  • 著者名/発表者名: 吉田有紀美、風間正浩、井上泰宣、齊藤信雄
  • 学会等名: 日本化学会 関東支部
  • 発表場所: 東京農工大学
• [学会発表] 水分解反応の光触媒活性に対するd10電子状態を持つZnGa2O4のZn欠損および過剰効果 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鈴木隆友、堀健太郎、齊藤信雄
  • 学会等名: 日本化学会 関東支部
  • 発表場所: 東京農工大学
• [学会発表] GaOOHを窒化処理したGaN光触媒の水分解反応 (2011)
  • 著者名/発表者名: 水口公貴、藤野健介、齊藤信雄
  • 学会等名: 日本化学会 関東支部
  • 発表場所: 東京農工大学
• [学会発表] 水分解反応の光触媒活性に対するd10電子状態を持つGaP-ZnS固溶体の効果 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小林頌承、野中宏祐、齊藤信雄
  • 学会等名: 日本化学会 関東支部
  • 発表場所: 東京農工大学
• [学会発表] 均一にMg2+イオンをドープしたGaN光触媒による水分解反応
  • 著者名/発表者名: 鈴木隆友、高津良輔、齊藤信雄
  • 学会等名: 平成25年度日本化学会関東支部 新潟地域研究発表会
  • 発表場所: 長岡技術科学大学
• [学会発表] P,MgドープGaNによる可視光応答型水分解光触媒の開発
  • 著者名/発表者名: 石黒寛樹、中郷力、齊藤信雄
  • 学会等名: 平成25年度日本化学会関東支部 新潟地域研究発表会
  • 発表場所: 長岡技術科学大学
• [備考]
  • URL: http://mst.nagaokaut.ac.jp/energy/