| 研究課題/領域番号 |
16K06970
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| 研究機関 | 三重大学 |
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研究代表者 |
西村 顕 三重大学, 工学研究科, 准教授 (60345999)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 光触媒 / 二酸化炭素還元 / 還元剤 / 金属担持 / 重ね合わせ |
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| 研究実績の概要 |
本研究では，三つの方法（Fe担持，H+供給剤のモル比の検討，重ね合わせ配置）でTiO2のCO2改質性能向上を目指した．一つ目はTiO2にFeを担持することによる電荷分離促進と可視光応答化である．ゾルゲル・ディップコーティング法で網目状繊維に予めコーティングしたTiO2薄膜にパルスアークプラズマガン法でFeを担持した．パルス数は100とした．二つ目は，CO2改質性能の際に必要となるH+供給剤の検討である．H+供給剤としてH2，H2Oを選定し，そのモル比がFe/TiO2光触媒のCO2改質性能に及ぼす影響を評価した．三つ目は，Fe/TiO2薄膜コーティング網目状繊維の重ね合わせによる光と電子の有効活用である．Fe/TiO2薄膜コーティング網目状繊維を2枚重ね合わせた場合のCO2改質性能に及ぼす影響を評価した．本研究では，以上の3点の研究課題を解決することでCO2改質性能向上条件を決定することを研究目的として，CO2改質実験による評価を行った．得られた知見を以下にまとめる．
CO2/H2/H2O系でモル比条件を変化させ（CO2：H2：H2O = 1：0.5：0.5，1：0.5：1，1：1：0.5，1：1：1），紫外光を含む広波長域光（UV）と紫外光を除く可視光域以上の波長域光（VIS）を照射する条件でCO2改質実験を行った．その結果，いずれの照射光条件でもCO生成濃度，単位触媒量当たりのCO生成量共に最大値はCO2：H2：H2O＝1：1：0.5のモル比条件で得られた．2枚重ね合わせた場合，光触媒1枚の場合と比較すると，UVでは CO2：H2：H2O = 1：0.5：0.5のモル比条件でCO最高生成濃度は約1.2倍高い値を得た．これは重ね合わせにより，光触媒量の増加，上下の光触媒間の電子移動，ならびに光を漏れなく吸収することを可能にすることによって反応が促進されたためと考えられる．
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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
TiO2に金属を担持させた光触媒を作製し、その表面性状態、化学特性を明らかにした。また、H2O、H2という還元剤のモル比を変更して、作製光触媒のCO2還元特性に与える影響を調査すると共に最適モル比を明らかにした。さらには、作製光触媒を2枚重ね合わせた状態でH2O、H2という還元剤のモル比を変更して、作製光触媒のCO2還元特性に与える影響を調査すると共に重ね合わせの効果の有無を検証した。このように、研究計画を順調にこなしている。ただし、光駆動型撹拌翼の作成およびそれが光触媒のCO2還元特性に与える効果の有無の検証には至っておらず、今後の課題である。
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| 今後の研究の推進方策 |
TiO2にFeを担持させるだけでなく、CuやPdを担持させて表面性状態、化学特性を明らかにすると共にH2O、H2という還元剤のモル比を変更して、作製光触媒のCO2還元特性に与える影響を調査すると共に最適モル比を明らかにする。また、作製光触媒を2枚重ね合わせてCO2還元特性に及ぼす効果の有無を検証する。さらには、光駆動型撹拌翼を作成し、それが光触媒のCO2還元特性に与える効果の有無を検証する。
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