可視光反応型光触媒酸化物の高効率化に関する基礎的研究

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14350341
• 研究機関: 島根大学
• 研究代表者: 山田 裕 島根大学, 総合理工学部, 助教授 (10242835)
• 研究分担者: 葉 金花 物質・材料研究機構, エコマテリアル研究センター, 主幹研究員 ; 松下 明行 物質・材料研究機構, 材料研究所・基礎物性グループ, 主席研究員 ; 久保 衆伍 島根大学, 総合理工学部, 教授 (30294359)
• キーワード: 可視光反応型触媒 / 酸化物 / 結晶構造 / 電子物性 / 光吸収特性 / 高圧力効果

研究概要

可視光領域の波長を使って水を水素と酸素に一段で分解できる光触媒系化合物が報告され注目されている。そして現在、より高効率な可視光応答性光触媒の探索に向けてさまざまな酸化物が研究されている。本研究ではこのような光触媒酸化物の電子構造及び結晶構造を解明しその触媒特性との相関を明らかにしてより高性能な可視光応答型光触媒酸化物の探査を行うことを目的としている。
本年度は可視光応答型光触媒酸化物として有望なInTaO_4の置換系であるMVO_4(M=ランタノイド)型酸化物ついて多結晶及び単結晶を合成し高圧下での物性及び結晶構造を調べた。その結果CeVO_4系で6GPa以上で構造相転移する事がわかった。また光吸収実験より1.6eV付近で大きな光吸収が観測できた。また比較的触媒特性の良いSmVO_4は2.5eVに大きな光吸収が観測されるのに対し、NdVO_4では、Nd^<3+>イオンによると思われる鋭い吸収ピークが観測され、それとともに触媒特性も悪いことが明らかとなった。
今後さらに他のMVO_4(M=ランタノイド)型酸化物についても調べその電子構造と触媒特性との相関を明らかにし新しい可視光応答型光触媒酸化物を探索する。
また光触媒酸化物探索に際してPr系酸化物において新しい超伝導体も発見したのでこれについても研究を進める。

研究成果

• [文献書誌] A.Matsushita, Y.Yamada et al.: "Pseudogap and transport properties in Fe_<3-x>V_xAl_y (x=0.5-1.05 ; y=0.95,1.05)"Phys. Rev. B. 65. 75204 (2002)
• [文献書誌] T.Mizokawa, Y.Yamada et al.: "Angle-resolved photoemission study of Zn-doped PrBa_2Cu_4O_8 : Possible observation of single-particle spectral function for a Tomonaga-Luttinger liquid"Phys. Rev. B. 65. 193101 (2002)
• [文献書誌] K.Soda, Y.Yamada et al.: "High-resolution photoelectron spectroscopy of Heusler-type Fe_2VA1 alloy"Journal of Synchrotron Radiation. 9. 233-236 (2002)
• [文献書誌] Y.Yamada et al.: "Pressure effects on the superconductivity and magnetization in RuSr_2GdCu_2O_8"J. Phys. Cond. Mat.. 14. 10766-10766 (2002)
• [文献書誌] H.Wada, Y.Yamada et al.: "Giant magnetocaloric effect of MnAs_<1-x>Sb_x in the vicinity of first-order magnetic transition"Physica B. 328. 114-116 (2003)
• [文献書誌] S.Fujiyama, Y.Yamada et al.: "Spin dynamics and antiferromagnetic order in PrBa_2Cu_4O_8 studied by Cu nuclear resonance"Phys. Rev. B. 67. 060404(R) (2003)