| 研究課題/領域番号 |
16206075
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(A)
|
| 研究機関 | 大阪大学 |
|---|
研究代表者 |
松尾 伸也 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90029299)
|
|---|
| 研究分担者 |
小俣 孝久 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (80267640)
上田 正人 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (40362660)
|
|---|
| キーワード | 光電極 / 酸化チタン / 複合体 / メチレンブルー / チタネート |
|---|
| 研究概要 |
半導体を用いた光電極による水の分解・水素ガス発生の原理を実用化レベルの水素ガス製造の技術にまで引き上げるには、半導体接合によりエネルギーバンドの曲がりを制御することが重要である。本研究では、ドナーをドープしたチターネートである(Sr_<1-x>La_x)TiO_<3+δ>およびSr(Ti_<1-x>Nb_x)O_<3+δ>の粉末および薄膜の作製方法、および得られた試料の物性評価を行い、次に酸化チタンと接合した複合体を作製して光化学反応の特徴を研究し、以下の成果を得ている。(1)固相焼結法により作製したチタネートの色はドープ量が0.05mol以上で黄色になり可視光を吸収した。(2)ソフトプロセス(水溶液からの析出)により共沈させた(Ti_<1-x>Nb_x)O_2ゾルをSrOH水溶液に懸濁させ、オートクレーブ中、150℃で水熱処理することによりSr(Ti_<1-x>Nb_x)O_<3+δ>を作製することができた。Nb源としては、吸湿性で取り扱いの難しいNbCl_5の代わりに、ニオブ酸を水熱処理で塩酸に溶かした溶液を用いることができた。(3)チタネート粉末をTiOSO_4硝酸溶液中に懸濁し、アンモニア水溶液で中和することによりSr(Ti_<1-x>Nb_x)O_<3+δ>/TiO_2接合およびSr(Ti_<1-x>Nb_x)O_<3+δ>/TiO_2接合を内蔵する微細な複合体粒子を作製することができた。(4)これら複合体粉末を懸濁したメチレンブルー水溶液の光脱色を行い、光励起された正孔・電子の接合部における分離に起因する特異な現象を確認できた。(5)光電極デバイスを達成するために、金属板上へのSr(Ti_<1-x>Nb_x)O_<3+δ>膜のソフトプロセスによる作製を試みた。Ti-Nb合金板をH_2O_2+HNO_3水溶液で処理すると表面にアモルファス状のアナターゼTiO_2膜が得られた。その後にSrOH水溶液中、150℃で水熱処理することにより結晶性のSr(Ti_<1-x>Nb_x)O_<3+δ>膜が得られた。光電極として用いるためには、その表面へのTiO_2膜の作製方法および微細組織の制御方法を検討する必要がある。
|
