| 研究実績の概要 |
今年度は昨年度に引き続き、ヨウ化水素（HI）水溶液からの水素生成反応に高い活性を示す半導体光触媒材料への貴金属助触媒によるHI光分解活性の向上効果について検討するとともに、硫酸分解による酸素生成反応に用いる反応装置を作成した。
光触媒材料については、水分解用光触媒の研究において可視光下での水素生成反応に高い活性を示すことが報告されているRh添加SrTiO3を用い、貴金属系助触媒（Pt, Ru, Pd, Rh, Ir）による活性向上効果を検討した。様々な貴金属微粒子をSrTiO3の助触媒として用いたところ、Pt > Ru > Pd > Rh > Irの順に高い活性を示した。貴金属を担持したRh添加SrTiO3を電極触媒に用いて電気化学測定を行ったところ、酸化反応であるヨウ素生成反応の開始電位は変化しなかった一方で、還元反応である水素生成反応の開始電位は助触媒の担持により正側に変化した。さらに、開始電位の変化量はHI光分解活性の向上効果と相関が見られたことから、貴金属系助触媒はRh添加SrTiO3の水素生成過電圧を低減させることで、活性の向上効果が得られていることが明らかとなった。また、貴金属助触媒の耐久性が光触媒活性に与える影響について、長期反応試験を検討したところ、助触媒の溶出と光還元による再析出は平衡状態となっており、時間経過によって触媒活性の低下は収まることがわかった。一方で、反応溶液を交換してこの平衡状態を崩してしまうと、触媒活性が著しく低下したことから、HI光分解では溶液中の助触媒成分濃度についても考慮に入れる必要があることが明らかになった。
硫酸分解による酸素生成反応については、反応装置を試作している段階にある。現状、反応管内への硫酸の導入が上手くいっていないため、硫酸導入部分に改良を加えて触媒活性の評価ができるようにし、今後の検討につなげていく予定である。
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