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2020 年度 研究成果報告書

太陽光による環境浄化を指向した混合原子価状態制御による高活性な光触媒材料の開発

研究課題

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研究課題/領域番号 18K05298
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分36020:エネルギー関連化学
研究機関山口大学

研究代表者

山崎 鈴子  山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (80202240)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード可視光応答型光触媒 / 金属イオンドープ / 環境浄化
研究成果の概要

可視光照射下でアセトアルデヒドガスや水中の4-クロロフェノールを分解・無害化できる金属イオンドープ酸化チタンを合成した。10種類の金属イオンの中で、高い活性を示したのは、クロム、白金、バナジウムイオンがドープされた場合であり、それぞれが複数の原子価状態で存在していることを明らかにした。さらに、クロムイオンドープ酸化チタンをガラスにコーティングし、可視光照射下でアセトアルデヒドガスの分解・無害化に利用できることを実証した。また、バナジウムイオンドープ酸化チタンを中空ガラスビーズにコーティングして水に浮遊させ、可視光照射下で水質浄化が可能な光触媒材料を開発した。

自由記述の分野

光化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

高活性であったクロム、白金、バナジウムイオンドープ酸化チタンを比較することで、金属イオンが複数の原子価状態で存在するだけでなく、3価が主成分となる際に高活性化することがわかった。これは、高活性な光触媒合成のための指針になり、学術的意義にあたる。社会的意義は、室内LED灯下でアセトアルデヒドの分解に成功した点である。アルデヒド類は、化学物質過敏症の原因物質の一つである。さらに、本研究では、水に浮遊する可視光応答型光触媒材料も合成した。実用化のためには、さらなる効率の向上が必要であるが、原油などの漏出による海洋汚染の浄化に使用できると考えられる。

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公開日: 2022-01-27  

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