層状チタン酸のナノ構造制御による可視光活性光触媒の創製

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12450349
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 佐藤 次雄 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (90091694)
• 研究分担者: 内田 聡 東北大学, 多元物質科学研究所, 助手 (18030547) ; 殷 シュウ 東北大学, 多元物質科学研究所, 講師 (40271994)
• キーワード: 四チタン酸 / チタニア / インターカレーション / 光触媒 / 可視光 / タンタルタングステン酸 / 遷移金属付活 / ルチル

研究概要

固相法で合成した合成したK_2Ti_<4-x-y>Cu_cM_yO_9(M=Nb,Ta)およびLiTaWO_6を塩酸および硝酸中でイオン交換し合成したH_2Ti_<4-x-y>Cu_cM_yO_9およびHTaWO_6をホスト層として行い、アルキルアミンをイオン交換で挿入した後、チタニアの透明コロイド溶液と反応させ、さらに紫外線照射により層間にチタニアを包接したナノ複合体を合成した。これらの試料を10vol%メタノール水溶液に加え、4500W高圧水銀ランプの波長400nm以上の可視光を照射し生成する水素量を測定した。
H_2Ti_<4-x-y>Cu_cM_yO_9は、可視光照射下で、光触媒活性を示さなかったが、紫外線照射下ではH_2Ti_4O_9より優れた光触媒活性を示し、層間にチタニアや白金を包接すると活性はさらに増加した。一方、HTaWO_6に白金およびチタニアを包接した試料、HTaWO_6/(Pt,TiO_2)ナノ複合体は可視光照射下で優れた光触媒活性を示した。HTaWO_6/(Pt,TiO_2)の可視光応答性は層間にルチル型チタニアが高分散で包接されたことによると推察された。

研究成果

• [文献書誌] M.Yanagisawa, S.Uchida, S.Yin, T.Sato: "Synthesis of Titania-Pillared Hydrogen Tetratitanate Nanocomposites and Control of Slit Width."Chem. Mater.. 13巻. 174-178 (2001)
• [文献書誌] M.Yanagisawa, T.Sato: "Synthesis and Photocatalytic Properties of Titania Pillared Hydrogen Tetratitanate Using Titanyl Acylate Precursor"International Journal of Inorganic Materials. 3巻. 157-160 (2001)
• [文献書誌] M.Yanagisawa, T.Sato: "Synthesis and Photocatalytic Properties Of iron Oxide Pillared Hydrogen Tetratitanate by the Hydrothermal Crystallization Method"Solid State Ionics. 141-142巻. 575-581 (2001)
• [文献書誌] T.Sato, Y.Fukugami, Yin Shu: "Photochemical Properties of Nanoparticles of Semiconductors Fabricated Utilizing Nanospaces of Layered Compounds"Scripta Materialia. 44巻. 1905-1910 (2001)
• [文献書誌] J.Wu, S.Tawkaew, S.Yin, T.Sato: "Synthesis and Photochemical Properties of Semiconductor/Layered Compound Nanocomposites"International journal of the Society of Materials Engineering for Resources. 9巻1/2号. 1-5 (2001)
• [文献書誌] S.Tawkaew, S.Yin, T.Sato: "Photoreduction of Nitrate Ion and Photoevolution of Hydrogen on Unsupported TiO_2 and TiO_2 Pillared H_4Nb_6O_<17> Nanocomposites."International Journal of Inorganic Materials. 3巻. 855-859 (2001)