| 研究概要 |
H型層状ペロブスカイトの光触媒特性
層状ペロブスカイトの一種であるAurivillius相Bi_2ANaNb_3O_<12>(A=Ca or Sr)とBi_2CaNaTa_3O_<12>を酸処理して酸化ビスマス層を選択的に溶出することでH型層状ペロブスカイトの合成を行い、これらの光触媒活性について検討した。光触媒活性は紫外線照射下、エタノール水溶液(20wt%)から発生する水素量で見積もった。酸処理前では水素発生に溶性を示さなかったが、酸処理後は水素発生に活性を示した。UV-Vis測定の結果、酸化ビスマス層の溶出により電子構造が変化し、伝導帯の位置が変化したため光触媒活性を示したと考えられる。また、光触媒調査後の試料のXRDパターンは層間隔が増加しており、水素発生に層間が有効に使用されていると考えられ、酸化ビスマス層の溶出が表面積を増加させ光触媒活性を向上させたと考えられる。
新しい2層構造をもつ層状タングステン酸の合成
層状ペロブスカイトと類似構造を有するAurivillius相、Bi_2W_2O_9の酸処理を行った。XRD、ICP、TG、TEMにより、酸化ビスマス層のみが選択的溶出されたことを確認し、光触媒活性を示す可能性があるH_2W_2O_7・nH_2Oを合成できることを示した。
H型層状ペロブスカイトとアルコールとの相互作用
光触媒による水からの水素発生の犠牲試薬であるn-アルコールとHCa_2Nb_3O_<10>・xH_2Oの相互作用を調査したところ、Nb-O-C結合を形成したアルコキシ基修飾体を形成することが分かった。
上述の結果を基に光触媒活性の向上に向けピラー化の手法を検討した。XRD、IR、NMRより、CH_2=CH(CH_2)nO-修飾HLaNb_2O_7・xH_2O(n=3,8)とクロロシラン、オリゴシロキサンとのヒドロシリル化反応が層間で起こることを確認し、シリカ導入によるピラー化の新たなプロセスを開発した。
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