| 研究課題/領域番号 |
15H02201
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
大谷 文章 北海道大学, 触媒科学研究所, 教授 (80176924)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | ドーピング / ロジウム / イオン半径 / 光触媒反応 |
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| 研究実績の概要 |
（1）高濃度ロジウムドーピング法の開発： 平成27年度に引き続いて，より高濃度のロジウムドーピングをめざすとともに，光触媒活性に対してもっとも適したドーピング量や条件を検討した結果，（a）オゾン含有酸素ガス流通下における加熱処理条件の最適化と，（b）ビスマス錯体を酸化剤として四価のロジウムイオンを酸化チタンにドープしたのち，残留する未反応のビスマス錯体を濃硝酸によって除去する新規プロセスの開発に成功した．
（2）ドープされたロジウムの状態解析： 平成27年度に引き続いて，ドープされたロジウムの価数や分布状態，位置などを特定するための検討を行い，解析法を確立をめざした．具体的には，X線光電子分光法（XPS）によるロジウムの状態分析を繰り返して行ったが，所属する触媒科学研究所が所有のXPSでは感度が足りず，ロジウムの価数に関する知見をえることは困難であった．このため，他大学などの機器について調査を行った．また，X線回折（XRD）データの精密解析による格子定数の変化について予備検討を行った．
（3）光触媒反応に有効な光波長の解析： 高圧水銀灯による紫外・可視光照射による酢酸の酸化分解による二酸化炭素発生反応と，キセノンランプとカットオフフィルター（波長450 nm以上の可視光のみを透過）による可視光照射下における2-プロパノールのアセトンへの酸化反応における光触媒活性を比較することにより，有効な照射波長の解析をおこなった．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初の研究計画をほぼ達成しているため．
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| 今後の研究の推進方策 |
（1）実用化条件下における活性の精密測定と反応機構解析： 光触媒の開発では実用化のための基礎研究も重要である．その意味で，本研究ではアセトアルデヒドやトルエンなどの空気中の微量有機化合物の分解（無機化）を中心として活性評価を行う．また，既存の液体クロマトグラフやガスクロマトグラフ―質量分析計による酢酸，ギ酸あるいはホルムアルデヒドなどの中間体生成の有無を含めた生成物解析を行う．
（2）水分解反応系への展開： 酸化チタンの伝導帯の電子と価電子帯の正孔はそれぞれ水を還元酸化して水素と酸素を発生することが可能であるため，今回の2段階励起機構によっても水の全分解が可能であると考えられる．実際には白金などの水素発生用の助触媒を担持させる必要があり，ドープしたロジウム種と白金が接触すると電子移動が起こる可能性がある．このため，いったんドープしたあとで，光触媒粉末表面をさらに酸化チタン層で被覆してから白金などの助触媒を担持させたものを調製して水分解系に適用する．助触媒の選択と表面処理などについてはこれまでの多くの報告例を参考にして行う予定である．
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