• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2015 年度 実施状況報告書

可視光水分解のためのナノ構造制御された臭化銀/リン酸銀薄膜光アノード電極の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K05642
研究機関三重大学

研究代表者

勝又 英之  三重大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10335143)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード光触媒 / リン酸銀 / 臭化銀 / 薄膜
研究実績の概要

太陽光エネルギーを利用した半導体光電極による水分解システムは、低炭素社会の実現のための理想的な水素製造技術である。リン酸銀光触媒は、540 nm付近までの可視光を吸収できるため、効率的な太陽光利用が期待できる。しかし、リン酸銀は光触媒反応中に金属銀への自己還元が起き、安定性に乏しい。そこで本研究では、ナノ構造が制御されたリン酸銀結晶を銀基板表面上に直接成長させた後、イオン交換法により臭化銀が担持された光アノード電極の調製を行うことで、安定性の向上を目指した。本年度は、ナノ構造が制御されたままリン酸銀表面に臭化銀を担持する方法を模索した。臭化銀の担持はイオン交換法で行い、その際のPVP濃度、NaBr濃度および反応時間等の最適化を検討し、薄膜表面をSEM観察した。その結果、種々のパラメーターを最適化することで、リン酸銀の元の形態を保ったまま、表面に臭化銀を担持することに成功した。得られた薄膜のX線回折分析を行った。得られたXRDパターンは、リン酸銀と臭化銀の両方に帰属される回折を示した。このことから、リン酸銀上に臭化銀が担持されていることが示された。EDX分析をしたところ、Br/P比は、ほぼ理論値通りであった。紫外可視拡散反射スペクトルを測定したところ、薄膜の吸収端は、リン酸銀と臭化銀のそれの間に位置していた。バンドギャップを見積もったところ、おおよそ2.47 eVであった。薄膜のXPS測定を行った。サーベスペクトルからは、Ag, P, Br, Oのみの元素が検出され、それ以外の元素は検出されなかった。銀のXPSナロースペクトルを測定したところ、銀の化学状態はAg+であり、薄膜調製段階において、銀イオンが金属銀に還元されることはないと考えられる。以上の結果より、銀基板上にナノ制御されたリン酸銀結晶を析出させることに成功し、さらにその形態を崩すことなく、リン酸銀上に臭化銀を担持する方法を確立することが出来たと考えられる。

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

ナノ構造が制御された臭化銀担持リン酸銀薄膜をイオン交換法で、合成できる条件を見出し、また、本薄膜のキャラクタリゼーションについても本年度概ね終了した。以上の理由から、概ね予定通り進行していると判断する。

今後の研究の推進方策

本年度はナノ構造が制御された臭化銀担持リン酸銀薄膜の合成法を確立した。次年度では、本薄膜を光アノードへ応用し、可視光照射下における水分解からの水素生成法の確立を行う予定である。また、導電性ガラス基板上に成長させた薄膜電極と比較し、銀基板上に薄膜を形成する優位性を明らかにしていく。

次年度使用額が生じた理由

購入した備品に予定額と差額が生じたため。

次年度使用額の使用計画

物品費や旅費として計画的に使用していく予定である。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Highly Efficient Photocatalytic Hydrogen Production over PdS@CdS+ZnS(en)0.5 Photocatalyst under Visible Light Irradiation2015

    • 著者名/発表者名
      H. Katsumata, H. Ando, T. Suzuki, S. Kaneco
    • 雑誌名

      Industrial & Engineering Chemistry Research

      巻: 54 ページ: 3532-3535

    • DOI

      DOI: 10.1021/acs.iecr.5b00451

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] AgI/Ag3PO4 hybrids with highly efficient visible-light driven photocatalytic activity2015

    • 著者名/発表者名
      H. Katsumata, T. Hayashi, M. Taniguchi, T. Suzuki, S. Kaneco
    • 雑誌名

      Materials Research Bulletin

      巻: 63 ページ: 116-122

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1016/j.materresbull.2014.11.040

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Synthesis of N-Defect and O-Doping g-C3N4 and its Visible Light Photocatalytic Activity2015

    • 著者名/発表者名
      T. Mitsuyama, H. Katsumata, T. Suzuki, S. Kaneco
    • 学会等名
      International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (PACIFICHEM)
    • 発表場所
      Hawaii (USA)
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-21
    • 国際学会
  • [学会発表] 有機-無機ハイブリッド光触媒の合成とその分析化学的特徴2015

    • 著者名/発表者名
      勝又英之・鈴木透・金子聡
    • 学会等名
      第46回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
    • 発表場所
      三重大学(三重県・津市)
    • 年月日
      2015-11-07 – 2015-11-08
    • 招待講演
  • [学会発表] Photocatalytic Degradation of Bisphenol A over AgI/Bi7O9I32015

    • 著者名/発表者名
      T. Sasaki, H. Katsumata, T. Suzuki, S. Kaneco
    • 学会等名
      11th IUPAC International Conference on Novel Materials and their Synthesis (NMS-XI)
    • 発表場所
      Qinhuangdao (China)
    • 年月日
      2015-10-11 – 2015-10-16
    • 国際学会
  • [学会発表] Photocatalytic H2 Prodcution with WO3/G-C3N4 Composite from Aqueous Solution2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Tachi, H. Katsumata, T. Suzuki, S. Kaneco
    • 学会等名
      11th IUPAC International Conference on Novel Materials and their Synthesis (NMS-XI
    • 発表場所
      Qinhuangdao (China)
    • 年月日
      2015-10-11 – 2015-10-16
    • 国際学会
  • [学会発表] Photocatalytic H2 Production of Cu and Ga Doped ZnIn2S4 under Visible Light Irradiation2015

    • 著者名/発表者名
      I. Tateishi, H. Katsumata, T. Suzuki, S. Kaneco
    • 学会等名
      11th IUPAC International Conference on Novel Materials and their Synthesis (NMS-XI
    • 発表場所
      Qinhuangdao (China)
    • 年月日
      2015-10-11 – 2015-10-16
    • 国際学会
  • [学会発表] グラファイト状窒化炭素を用いた水の分解による水素生成2015

    • 著者名/発表者名
      舘裕介・勝又英之・鈴木透・金子聡
    • 学会等名
      日本分析化学会第64年会
    • 発表場所
      九州大学(福岡県・福岡市)
    • 年月日
      2015-09-09 – 2015-09-11

URL: 

公開日: 2017-01-06  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi