光殺菌を指向したＬＥＤ照明応答型Ｂｉ系/Ｆｅ系酸化物ヘテロ接合型光触媒の創製

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K05067
• 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26040:構造材料および機能材料関連
• 研究機関: 北九州工業高等専門学校
• 研究代表者: 小畑 賢次 北九州工業高等専門学校, 生産デザイン工学科, 准教授 (70370046)
• 研究分担者: 松嶋 茂憲 北九州工業高等専門学校, 生産デザイン工学科, 教授 (80229476) ; 水野 康平 北九州工業高等専門学校, 生産デザイン工学科, 教授 (80342583)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 光殺菌 / 光触媒 / Fe系複合酸化物 / Bi系複合酸化物 / LED照明応答

研究成果の概要

本研究では、高い酸化活性を有するBi系酸化物と高い還元電位を有するFe系酸化物をヘテロ接合することでZスキーム型光触媒を構成し、LED照射下で高い光殺菌活性を示す光触媒を開発するものである。Bi系酸化物ではBi2O3,パイロクロア型複合酸化物（Bi2M2O7;M=Ti,Zr,Ce）,BiVO4についてLED応答性を調べたところ、Bi2Zr2O7系が高いMB色素の分解活性能を示した。Fe系酸化物では、MgFe2O4にLaを添加するとナノ粒子が得られ、半導体の電気的特性がn型からp型に変化した。Bi2Zr2O7とMgFe2O4でZスキーム型光触媒を構築したが、LED応答性は不十分であった。

自由記述の分野

無機材料化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の特色は、材料科学と生物学・生化学を融合して新規な光殺菌触媒を創製することである。本研究の知見は、触媒化学, 電気化学, 環境科学分野などでの機能性材料開発においても重要であり、医療・福祉材料分野の発展に大いに貢献するものである。