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2010 年度 実績報告書

水の完全分解反応に高効率で作用できる光触媒系の構築

研究課題

研究課題/領域番号 21550191
研究機関山口大学

研究代表者

酒多 喜久  山口大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (40211263)

キーワード水の完全分解 / 光触媒 / 酸化ガリウム / タンタル混合酸化物 / チタン混合酸化物 / 高活性化 / 調製法 / 修飾
研究概要

(1)酸化ガリウム光触媒の水の完全分解反応に対する反応効率の検討から、内部照射型反応器を用いたときの光触媒の最適濃度、最適撹拌条件、高圧水銀ランプの照射条件、反応温度の条件について明らかにした。さらに、量子収率を測定するために、前年度制作した装置を用いて300WHg-Xeランプの光源より発生する有効な光をさらにバンドパスフィルターでカットオフすることにより光強度が非常に弱くなり、1×10^<18>photon/hオーダーの光子フローの下では、10~20%程度であるが、量子収率に照射光の強度依存性が存在することが明らかとなり現在詳細を検討中である。
(2)酸化ガリウム光触媒の水の完全分解反応に対する酸化ガリウムバルクの修飾効果の検討から、Rh_<2-y>Cr_yO_3を助触媒にした時の有効な金属イオンの添加効果について検討し、新たにMgイオンの添加が有効であること、添加効果はZnイオンの添加と同様であることが判明した。さらに、種々のアルカリ土類イオン、Znイオン、Crイオンの添加効果からGaイオンとイオン半径が近い金属イオンの添加が有効であることが示唆された。さらに、酸化ガリウム光触媒の調製条件の最適化、特に、均一沈殿法による調製条件の最適化を行った。
(3)錯体重合法で調製したバリウム-タンタル混合酸化物では、同一の酸化物前駆体より2相以上の混合酸化物相を生成させた混合酸化物を光触媒として用いるとその成分酸化物の単相の光触媒と比較して、水の分解反応に対して非常に高い光触媒活性を示すことが判明した。
(4)(3)の知見に基づいてバリウム-チタン混合酸化物を調製し光触媒として用いたところ、BaTi_4O_9とBaTi_2O_5の混合相を持つ混合酸化物にRh_<2-y>Cr_yO_3を助触媒を組み合わせた光触媒が水の分解反応に対して高い活性を示すことが見出された。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] Preparation of a semiconductive compound obtained by the pyrolysis of urea under N2 and the photocatalytic property under visible light irradiation2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Sakata
    • 雑誌名

      Catalysis Today

      巻: 161 ページ: 41-45

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Remarkable Improvement of Photocatalytic Activity of Ga2O3 Towards Overall Splitting of H2O2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Sakata
    • 雑誌名

      ChemSusChem

      巻: 4 ページ: 181-184

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient and selective oxidation of benzylic alcohol by O2 into corresponding aldehydes on a TiO2 photocatalyst under visible light irradiation : Effect of phenyl-ring substitution on the photocatalvtic activity2010

    • 著者名/発表者名
      S.Higashimoto
    • 雑誌名

      Journal of Catalysis

      巻: 274 ページ: 76-83

    • 査読あり
  • [学会発表] 沈殿法により調製した酸化ガリウムの水の完全分解反応に対する光触媒特性2011

    • 著者名/発表者名
      酒多喜久
    • 学会等名
      第107触媒討論会
    • 発表場所
      人王子市 東京都 首都大学
    • 年月日
      2011-03-30
  • [学会発表] 水分解光触媒亜鉛添加酸化ガリウムにおける水素生成助触媒に関する検討2011

    • 著者名/発表者名
      水木一博
    • 学会等名
      日本化学会第91春季年会
    • 発表場所
      横浜市 神奈川県 神奈川大学
    • 年月日
      2011-03-28
  • [学会発表] 酸化ガリウム光触媒による水の完全分解反応に対する金属イオンの添加効果2010

    • 著者名/発表者名
      酒多喜久
    • 学会等名
      第106触媒討論会
    • 発表場所
      甲府市 山梨県 ベルクラッシック甲府
    • 年月日
      2010-09-15
  • [学会発表] 尿素を熱縮合させて調製した尿素由来化合物の光触媒特性2010

    • 著者名/発表者名
      酒多喜久
    • 学会等名
      第106触媒討論会
    • 発表場所
      甲府市 山梨県 ベルクラッシック甲府
    • 年月日
      2010-09-15
  • [学会発表] 錯体重合法により調製したBa-Ti複合酸化物の水の全分解反応に対する光触媒特性2010

    • 著者名/発表者名
      酒多喜久
    • 学会等名
      第106触媒討論会
    • 発表場所
      甲府市 山梨県 ベルクラッシック甲府
    • 年月日
      2010-09-15
  • [学会発表] Achievement of High Photocatalytic Performance on the Overall Splitting H2O over a Modified Ga2O3 Photocatalyst2010

    • 著者名/発表者名
      Yoshihisa Sakata
    • 学会等名
      2nd ISSFSC
    • 発表場所
      大連 中国
    • 年月日
      2010-08-30
  • [学会発表] Kinetic aspects of water splitting reaction on Heterogeneous photocatalysts2010

    • 著者名/発表者名
      Takashi Hisatomi
    • 学会等名
      TOCAT6/APCAT5
    • 発表場所
      札幌市 日本 札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2010-07-22
  • [学会発表] Influences of the preparation condition of a barium tantalate photocatalyst on the photocatalytic activity of overall splitting of H2O2010

    • 著者名/発表者名
      Yoshihisa Sakata
    • 学会等名
      TOCAT6/APCAT5
    • 発表場所
      札幌市 日本札幌コンベンションター
    • 年月日
      2010-07-19
  • [学会発表] Photocatalytic Property of a Semiconducting Compound Prepared from Urea under Visible light Irradiation2010

    • 著者名/発表者名
      Yoshihisa Sakata
    • 学会等名
      SPEA-6(6th European Meeting on Solar Chemistry and Photocatalysis)
    • 発表場所
      Praha Czech Rep.
    • 年月日
      2010-06-14

URL: 

公開日: 2012-07-19  

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