| 研究課題/領域番号 |
21H02050
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| 研究機関 | 山口大学 |
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研究代表者 |
吉田 真明 山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (00582206)
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| 研究分担者 |
酒多 喜久 山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (40211263)
山方 啓 岡山大学, 環境生命自然科学学域, 教授 (60321915)
長坂 将成 分子科学研究所, 光分子科学研究領域, 助教 (90455212)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 光触媒 / 水分解 / 水素製造 / 酸素生成 / 赤外分光 / X線分光 / In-situ測定 |
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| 研究実績の概要 |
近年、太陽光から水素を製造するため、水分解光触媒の研究が注目されている。そのためには、光触媒内で生成した励起電子・ホールといったキャリアが反応サイトにスムーズに移動する必要があり、その知見を得ていくことが大事である。そこで本研究では、様々なin-situ分光分析手法を用いて、水分解光触媒上から助触媒へのキャリア移動観測を行うことを目的に実験を行った。実験では、感度良く励起キャリア移動を観測できるよう、in-situ条件下の全反射型表面増強赤外分光法(ATR-SEIRAS)を用いた。
まず、シリコン光触媒（光電極）上にPt水素生成助触媒を修飾し、Pt上にCOを吸着させ、COの振動数シフトからPt助触媒上への励起キャリア移動を見積もることにした。光照射を行った所、COの振動数が高振動数側にシフトしており、シリコン上からPt助触媒への励起ホール移動を観測することに成功した（JTICE ２０２４）。
続いて、TiO2光触媒上のPt助触媒に着目した。水溶液中と犠牲材存在下で比較すると、水中でほとんどシフトしなかったCOの振動数が、犠牲材存在下で測定を行うと大きく低振動数側にシフトすることが分かった。これは、TiO2光触媒からPt水素生成助触媒に励起電子が移動していることを意味しており、犠牲材存在下で水素生成反応が起きることが分光学的に示された（投稿論文を執筆中）。
以上の事より本研究では、分光分析技術により励起キャリア移動を観測することに成功しており、光触媒上に適切に助触媒を修飾すると、効率的なキャリア移動を達成できることを明らかにすることができた。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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