ゼオライトのミクロ空間を利用する可視光応答型光触媒の創製

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12750692
• 研究機関: 大阪府立大学
• 研究代表者: 松岡 雅也 大阪府立大学, 工学研究科, 助手 (80305648)
• キーワード: Ag^+ / N_2O分解 / ZSM-5 / Pb^<2+> / イオン交換法 / 光触媒反応

研究概要

イオン交換法およびイオン注入法によりZSM-5ゼオライト細孔内に導入したAg^+イオンの局所構造についてIn-situでのXAFS、UVおよび発光測定により検討した結果、Ag^+イオンが孤立高分散状態でゼオライト細孔内に固定化担持されていることがわかった。N_2O存在下Ag^+イオン担持ZSM-5触媒(Ag^+/ZSM-5)を光照射するとN_2Oの光触媒分解反応が進行し、N_2とO_2が生成した。N_2O存在下でのAg^+/ZSM-5触媒のFT-IRおよびUV測定を行った結果、室温でN_2OはAg^+イオン上に平衡吸着しN_2O-Ag^+錯体を形成することがわかった。光触媒反応に有効な照射光の波長領域を検討した結果、N_2O-Ag^+錯体の光励起(λ=220nm)を通してN_2Oの分解反応が進行することが示唆された。Y-zeoliteを担体とした場合Ag^+イオンの凝集が進行しAg^+イオンクラスターが生成した。Ag^+/Y-zeolite触媒上ではN_2Oの分解反応が進行しないことから、孤立Ag^+イオンがN_2Oの光触媒分解反応の活性種であることが確認できた。一方、Ag^+/ZSM-5触媒に含浸法によりPb^<2+>イオンを添加すると、Pb^<2+>イオンの添加量の増大に伴いAg^+イオンのUV吸収領域が200nmから350nm付近まで長波長側にシフトし、350nm以上の光照射下においてもN_2Oの光触媒分解反応が進行することがわかった。また、Pb^<2+>添加Ag^+/ZSM-5触媒上ではAg^+/ZSM-5触媒と異なり、N_2Oの光触媒分解反応がメタン、エタン、プロパン等の炭化水素の共存下において著しく促進されることを見いだした。

研究成果

• [文献書誌] M.Matsuoka et. al.: "Photocatalytic Decomposition of N2O into N2 and O2 at 298K on Cu(1) lon catalysts Anchored onto Various Oxides."J.Phys.Chem.B. 140. 4911-4915 (2000)
• [文献書誌] M.Matsuoka et. al.: "Photocatalytic Decomposition of N2O into N2 and O2 on Silver(1) lon-Exchanged ZSm-5 Catalyst"Chem.Lett. 6. 626-627 (2000)
• [文献書誌] S.Dzwigaj,M.Matsuoka et. al.: "Evidence of Three Kinds of Tetrahe dr al vanadium (V) Species in VSiβZeolite by Diffuse Reflectance UV- Visible and Photoluminescence Spectroscopies"J.Phys.Chem.B. 104. 6014-6020 (2000)
• [文献書誌] M.Arpo,M.Matsuoka et. al.: "Photocatalytic Decomposition of NO on Transition Metal lon-Exchanged Zeolite catalysts"J.Ind.Eng.Chem. 6. 133-143 (2000)
• [文献書誌] Y.Yoshida,M.Matsuoka et. al.: "Photocatalytic Decomposition of Liquid water on the Pt-Loaded TiO2 Catalysts : Effects of the Oxidation States of Pt Species on the Photocatalytic Reactivity"Res.Chem.Intermed. 26. 567-574 (2000)
• [文献書誌] J.Zhang,M.Minagawa,M.Matsuoka et. al.: "Photocatalytic Decomposition of NO on Ti-HMS Mesoporous Zeolite Catalysts"Catal.Lett. 66. 241-243 (2000)
• [文献書誌] 安保正一,松岡雅也(分担執筆): "触媒の事典"朝倉書店. 520 (2000)
• [文献書誌] M.Matsuoka, et. al.: "Photofunctional Zeolite"eds, M. Arpo, (NOVA Svience Publisher Inc.) New York(2000).. 230 (2000)