研究課題
基盤研究(C)
本研究では、光触媒作用による水素発生を可能にする材料として酸化物をナノメータオーダーで複合化したナノハイブリッド材料を作製し、水素貯蔵を可能とする材料としてはB/C/N材料にアルカリ金属を挿入させた材料の作製を行った。光触媒特性を有する材料として、チタン、酸素、炭素、および窒素を含む材料(以下Ti/O/C/N系材料と略する)の作製を行った。3年間で様々な材料を作製した中で、樺材あるいは木綿のような天然素材と四塩化チタンとの反応により作製したTi/O/C/N系材料が最も高い光触媒特性を示した。この材料は、中心が結晶性の低いカーボンで表面にアナターゼ型およびルチル型酸化チタンを有する構造からなり、硫酸水溶液中でハロゲンランプあるいはキセノンランプ照射により、0.5V vs.Ag/AgClの定電圧をかけた時の電流値は暗所の場合の5倍から8倍となり、光照射で水の分解を促進するという光触媒効果を示した。水素貯蔵材料としてはTi/C/N/O系材料とともに、BC_6N組成の材料にLiを挿入させた材料を作製し、その探索を行い、後者の材料が水素吸蔵の可能性のある材料として今後期待できることが示唆された。3年間の研究補助を受け、樺材あるいは木綿のような天然素材と四塩化チタンとの反応によりTi/C/N/O系ナノハイブリッド材料を作製し、硫酸水溶液中で光触媒作用により水素発生が促進されることを確認することができた。今後は本研究で得られた成果を基に、光触媒による水素発生が効率よく起こすことができる材料、および軽元素で水素吸蔵能の高い材料の開発を目指す。
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