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有機物の光酸化分解による環境浄化を行うためには、太陽光や室内光に多く含まれる可視光を利用できる光触媒材料を開発する必要がある。これまで主に酸化チタン光触媒が研究されてきたため、非酸化チタン系光触媒の有機物酸化分解活性に関する統一的な知見はほとんどなかった。高活性な可視光応答性光触媒の設計指針を得るためには、有機物酸化分解活性にたいして半導体光触媒のバンド構造が及ぼす影響をあきらかにする必要がある。本研究では、価電子帯レベルを制御できる半導体金属酸化物としてビスマス複合金属酸化物に着目し、非酸化チタン系金属酸化物光触媒の開発と設計原理の解明を目的とした。タングステン酸ビスマスやモリブデン酸ビスマスなどの粒子を調製し、有機物の光酸化分解反応における光触媒活性を評価した。メタノール水溶液からの水素生成反応と銀塩水溶液からの酸素生成反応における光触媒活性の結果と比較することによって、伝導帯レベルが酸素分子の還元反応におよぼす影響について検討した。また、高い光触媒活性をしめしたタングステン酸ビスマス粒子については、時間分解赤外分光法を用いて、その光誘起キャリア寿命を評価し、光触媒活性との相関について検討した。
さらに、ビスマス複合金属酸化物とは異なる非酸化チタン系金属酸化物光触媒として、アルカリイオン修飾シリカ担持バナジウム酸化物が空気中の気相アセトアルデヒド酸化分解反応においては高い活性をしめすことを見出した。
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