研究課題
基盤研究(C)
酸化チタンを用いた光触媒や色素増感太陽電池は、比較的安価な原材料から構成されることから次世代光エネルギー変換材料の中心に位置づけられる技術となっている。酸化チタン光触媒の性能の向上にあたっては、ナノスケールでの形態制御など、酸化チタンのインテリジェント化が重要となる。我々はこれまでに、酸化チタンの前駆体となるTiOSO_4のゾル-ゲル反応がある溶液条件(pH,温度)では鋳型として用いる自己組織化触媒の存在下でのみ進行することを見いだしている。そこで、本研究では、種々の分子構造の界面活性剤分子をデザインことにより、液晶、ベシクルなどの自己組織体を形成させ、これらを自己組織化触媒として用いて種々のナノ表面構造を有する酸化チタンを調製し、そのインテリジェント光触媒としての応用展開を図ることを目的として、以下の結果を得た。1)結晶性メソポーラス酸化チタンの調製と条件最適化アルキル4級アンモニウム塩型界面活性剤が形成するヘキサゴナル液晶を自己組織化触媒として用いることにより、アナターゼ結晶を壁膜とする結晶性メソポーラス酸化チタンの合成に成功した。特に、界面活性剤をカチオン性ジェミニ型界面活性剤とすることにより、より低い温度で結晶性酸化チタンが調製できることを見出した。2)ナノサイズ中空酸化チタン光触媒の調製ジメチルジアルキル4級アンモニウム塩が形成するベシクル構造を自己組織化触媒としてナノスケール中空酸化チタン粒子を調製することに成功した。鋳型として用いるベシクルの粒子径を変化させることにより、粒子径の制御が可能であることを見出した。3)任意の形状・性質の表面への酸化チタン光触媒のコーティングアミノ基を有するシランカップリング剤でプレコートした表面を自己組織化触媒として、ガラス基板上に酸化チタン超薄膜を調製できることを見出した。
すべて 2007 2006
すべて 雑誌論文 (5件)
Journal of Photochemistry and Photobiology, A : Chemistry, 185(2-3)
ページ: 133-139
Chemistry of Materials 18(9)
ページ: 2256-2260
Journal of Photochemistry and Photobiology, A : Chemistry, 181(2-3)
ページ: 357-362
表面 44(4)
ページ: 129-138
表面 44(7)
ページ: 259-268
