| 研究課題/領域番号 |
22K20490
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0401:材料工学、化学工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東京工業大学 (2023)
国立研究開発法人産業技術総合研究所 (2022) |
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研究代表者 |
岡崎 めぐみ 東京工業大学, 理学院, 助教 (50967247)
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| 研究期間 (年度) |
2022-08-31 – 2024-03-31
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| キーワード | 酸化ニッケルナノ粒子 / 水の光酸化反応 / 電子の化学ポテンシャル / ルテニウム錯体 / pH緩衝剤 / 擬過電圧 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では、TiO2表面上に水の酸化触媒に担持された酸化ニッケルナノ粒子(NiOx)に対し、Ru光増感剤を用いた水の光酸化反応を行うことで「半導体励起を伴わない反応系」によるNiOxの水の酸化触媒能を調査した。その結果、NiOxの水の酸化触媒能は、用いるpH緩衝剤によって著しく変化することが明らかとなった。水の酸化反応が触媒的に進行するpHの閾値から、反応の進行に必要な電子の化学ポテンシャル(=反応ポテンシャル)を算出した。反応ポテンシャルと水の酸化電位の差、すなわち水の酸化反応に対する擬過電圧を計算すると、リン酸水溶液中では0.51-0.52V、ホウ酸水溶液では0.35-0.38Vとなった。
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| 自由記述の分野 |
光化学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
電気化学的な水の酸化触媒としてNiOxを用いた場合、電解質によって活性が大きく変化することが知られていた。その一方、不均一系触媒としてNiOxを用いた場合の、水の酸化反応に対する擬過電圧の定量的な差を可視化した例は本研究が初めてである。したがって本研究では、水溶液中に懸濁しているナノ粒子に対し、電極触媒で立証されている現象を初めて観測できた。不均一系触媒において、非電気化学的な「反応ポテンシャル」の観点から水の酸化触媒能を定量的に論じることが可能となったことから、触媒の材料探索だけではなく、触媒周辺の外圏的要因も考慮した反応系構築の実現が期待される。
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