| 研究概要 |
酸化チタン光触媒は,殺菌・防汚・空気浄化等の様々な分野への応用が大いに期待されている機能性材料である.しかしながら,現在最も広く用いられている酸化チタン光触媒が次世代の機能性材料となるためには,"反応効率を100パーセントに近づけること"および"可視光下における反応を可能にすること"という2つの課題がある.本研究では,"可視光下における反応を可能にすること"を目的とし,酸化チタンの可視光応答化手法の一つである金属イオン修飾法を,表面構造制御されたルチル型酸化チタンへ適用し,結晶面選択的に鉄イオンを修飾することによって,可視光照射下においても酸化と還元の反応場が分離し,効率の良い反応が進行する高性能な可視光応答型光触媒の開発を試みた.
鉄イオンの酸化チタンに対する吸着特性が鉄イオンの価数によって異なることを利用し,紫外光照射下において鉄イオンの修飾を行うことにより,特定の露出結晶面のみに鉄イオンの修飾を行った.調製された試料の可視光照射下における有害有機物(アセトアルデヒド,トルエン)の分解性能を評価したところ,結晶面選択的に鉄イオンが修飾された粒子は,非選択的に修飾された粒子や,従来可視光応答型光触媒として用いられてきた窒素ドープ酸化チタンよりも高い光触媒活性を示した.二重励起光音響分光法による解析結果より,結晶面選択的に鉄イオンが修飾された粒子は,反応場が分離された結果還元反応が速やかに進行し,高い光触媒活性を示したこと考えられる.
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