| 研究課題/領域番号 |
14050025
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
橋本 和仁 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (00172859)
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| 研究分担者 |
蓮覚寺 聖一 富山大学, 工学部, 教授 (70019199)
佐藤 真理 北海道大学, 触媒化学研究センター, 助教授 (70001724)
入江 寛 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助手 (70334349)
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| キーワード | 光触媒 / 酸化チタン / 酸化タンタル / 窒素ドープ / 可視光活性 / 高感度化 |
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| 研究概要 |
アンモニア雰囲気中で温度を変えて酸化チタン粉末をアニールすることによりドープ量の異なった窒素ドープ酸化チタン粉末を作製し、その可視光照射下での酸化分解特性を評価した。酸化分解特性評価はイソプロピルアルコールの気相分解により行い、分解生成物であるアセトン、二酸化炭素濃度を測定することにより行なった。その結果、窒素ドープ量によらず可視光活性を示すが、窒素ドープ量増加に伴ってその量子効率は低下した。すなわち、窒素ドープ量増加に伴う吸収フォトン数の増加と量子効率の低下のトレードオフ関係が認められた。また、スパッタ法によりドープ量を変化させた窒素ドープ酸化チタン薄膜を作製した。その光触媒活性は可視光照射下における水接触角の変化(親水化特性)により評価した。窒素ドープ量の多寡により、そのバンド構造の変化が確認された。窒素ドープ量が少ない領域では置換窒素によるミニバンドが形成され、多い領域ではミニバンドと価電子帯が混成したバンド構造へと変化した。バンド構造の変化に伴い、親水化特性も変化した。最適な窒素をドープすることにより、可視光照射下において水接触角が5°以下になる超親水性薄膜を作製することに成功した。さらに、新規可視光応答光触媒材料として窒素ドープ酸化タンタル粉末も作製した。ここでも可視光照射下でのイソプロピルアルコールの分解により評価した。可視光活性が認められた。さらに、窒素ドープ量により酸化分解力を制御できることも明らかとなった。
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