研究課題
酸化チタン光触媒は、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。その光機能向上にあたっては、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。本研究では、種々の構造の界面活性剤分子をデザインし、これらが形成する集合体を自己組織化触媒として種々のナノ構造を有する酸化チタンを調製し、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た。1)結晶性メソポーラス酸化チタンの細孔径の拡大アルキル4級アンモニウム塩型界面活性剤を自己組織化触媒として用いてアナターゼ結晶を壁膜とするメソポーラス酸化チタンを合成する際に、トリメチルベンゼンなどの油性物質を共存させることにより、細孔径を7nmまで拡大できることを見いだした。2)ジェミニ型界面活性剤を用いたメソポーラス酸化チタンの細孔径制御ジェミニ型カチオン界面活性剤を用いて結晶性メソポーラス酸化チタンを調製した。その結果、スペーサー部分の長さを変化させることにより、細孔径をオングストロームオーダーで制御可能であることを見いだした。特に、最適なスペーサー長では、常温においてもアナターゼとルチルの混合結晶からなる結晶性メソポーラスチタニア粒子を得ることができた。3)窒素・硫黄の共ドープによる高活性可視光応答光触媒の調製と物性酸化チタン前駆体として硫黄原子を含む酸化硫酸チタンを用い、さらにアンモニアを添加することにより、窒素・硫黄を共ドープした酸化チタン粒子を調製した。最適なドープ量においては、窒素・硫黄をそれぞれ単独でドープした場合に比べて著しく高い光触媒活性を得ることに成功した。
すべて 2007
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