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2011 年度 実績報告書

共鳴ラマン散乱を利用した可視光動作触媒のサイトを選択した構造解析

研究課題

研究課題/領域番号 21360395
研究機関神戸大学

研究代表者

大西 洋  神戸大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (20213803)

キーワード光触媒 / 共鳴ラマン散乱 / 構造解析 / 振動分光 / 光励起状態 / 不純物ドープ / 電子-フォノンカップリング / 酸化チタン
研究概要

太陽光による水素燃料生成と微弱光による有機物分解を目標として、可視光で動作する光触媒材料の探索がすすめられ、可視光励起による物質変換効率は10年前には考えられなかったほど高い水準に達した。日本が当該分野の研究開発において世界をリードし続けるために、新世代触媒の開発を支える知的基盤を構築することが本研究の目標である。窒素と硫黄をドープした可視光動作酸化チタン光触媒の可視光吸収サイト近傍の格子振動モードを検出するためのラマン分光測定をおこなった。あわせて、クロム(Cr)とアンチモンをドープした酸化チタン光触媒の再結合反応速度を、時間分解赤外吸収を用いて計測した。0.01%から10%まで4桁にわたってドープ量を変化させたところ、再結合反応速度が0.1%ドープ体で最も低下することを見いだした。さらに、紫外光によって高い効率で水を分解して水素を生成するタンタル酸ナトリウム(NaTaO3)にストロンチウム(Sr)を0.1~8 mol%の範囲でドープした光触媒を調製し過渡赤外吸収スペクトルを計測して電子-正孔再結合の速度が1 %で最も遅くなる(光触媒反応に有利になる)ことを見いだした。蛍光発光による妨害を回避する実験手段を確立することが本研究満了後の課題となる。

現在までの達成度 (区分)
理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 学会発表 (6件) (うち招待講演 3件) 備考 (4件)

  • [学会発表] 触媒反応は原子レベルでどこまで理解されたのか2013

    • 著者名/発表者名
      大西洋
    • 学会等名
      (財)新世代研究所第2回界面ナノ科学研究会
    • 発表場所
      鎌倉
    • 年月日
      20130211-20130212
    • 招待講演
  • [学会発表] 表面界面の分子科学2012

    • 著者名/発表者名
      大西洋
    • 学会等名
      北海道大学低温科学研究所共同研究・研究集会「表面科学と結晶成長」
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      20121126-20121127
    • 招待講演
  • [学会発表] 時間分解赤外分光法によるSrドープNaTaO3光触媒の研究2012

    • 著者名/発表者名
      古橋幸嗣, 大西洋
    • 学会等名
      第110回触媒討論会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      20120924-20120926
  • [学会発表] 赤外吸収スペクトルによる酸化チタン光触媒の研究2012

    • 著者名/発表者名
      水谷天勇, 古橋幸嗣, 大西洋
    • 学会等名
      第6回分子科学討論会2012
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20120918-20120921
  • [学会発表] Infrared Absorption by Electrons Excited in Doped Photocatalsts2012

    • 著者名/発表者名
      大西洋
    • 学会等名
      The International Symposium on Photocatalysis(第31回光がかかわる触媒化学シンポジウム)
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20120719-20120720
  • [学会発表] Infrared Absorption by Electrons Excited in Doped Photocatalysts2012

    • 著者名/発表者名
      大西洋
    • 学会等名
      Seminar at Karlsruher Institut für Technologie
    • 発表場所
      ドイツ
    • 年月日
      20120706-20120706
    • 招待講演
  • [備考] 神戸大学 理学研究科化学専攻 大西研究室

    • URL

      http://www.edu.kobe-u.ac.jp/sci-onishi/

  • [備考] 神戸大学 理学研究科化学専攻 大西研究室(英語版)

    • URL

      http://www.edu.kobe-u.ac.jp/sci-onishi/index-E.html

  • [備考] 神戸大学 理学研究科化学専攻 大西研究室(中国語版)

    • URL

      http://www.edu.kobe-u.ac.jp/sci-onishi/index-C.html

  • [備考] 神戸大学 理学研究科化学専攻 大西研究室(韓国語版)

    • URL

      http://www.edu.kobe-u.ac.jp/sci-onishi/index-K.html

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公開日: 2014-07-24  

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