| 研究実績の概要 |
昨年度(2020)は、金ナノクラスターの音増感作用による一重項酸素生成のサイズ効果（構成金原子数：Au25, Au38, Au144, Au333）を調べ、Au144量体が超音波照射により最も一重項酸素を多く発生することが明らかにした。本年度(2021)は、音増感作用による水からの活性酸素（ヒドロキシラジカル）生成に着目した。一重項酸素は酸素活性化で生じるが、歯周病菌などは嫌気環境下にあり、酸素量が少ないからである。そこで、金ナノクラスター（Au NCs）を酸化チタンナノ粒子（TiO2 NPs）に担持した複合ナノ粒子における音増感作用によるヒドロキシラジカル（・OH）生成を調べた。Au144 NCs及びAu25 NCsは，保護剤4-mercaptobenzoic acid (pMBA) と塩化金酸を含む水溶液をNaBH4で還元する化学還元法により合成した。TiO2と種々の濃度のAu NCsを混合して、Au NCsをTiO2へ吸着させ，Au NCs担持量が異なるAu NCs / TiO2 NPsを得た。超音波照射下でのOH生成量は、Au144 NCs担持量の増大とともに増大し、その担持効果は Au144 NCs/TiO2 > Au25 NCs/TiO2 >TiO2となった。他方、不活性な酸化アルミナ(Al2O3 NPs)粒子へのAu144 NCsへの担持では、・OH生成の促進効果は観測されなかった。以上の結果から、Au144 NCs 、或いはAu25 NCs は、TiO2の音増感作用による・OH生成量を促進する助触媒としての作用することが明らかとなった。Au NCs/TiO2NPsでの・OH生成促進効果は、超音波励起されたTiO2で生成する電子と正孔の再結合がAu144 NCs担持により抑制されたためと考えられる。
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