研究課題
高効率な光エネルギー変換において、紫外から近赤外におよぶ太陽光の広いスペクトル領域を利用可能にすることと、光照射により生じる電荷分離を効率よく進行させることは非常に重要である。本研究では半導体光触媒による水素発生触媒の高効率化を目指しており、研究最終年度においては、近赤外光までの光を吸収可能な黒リン(BP)と高速な電荷移動が可能な二酸化チタンメソ結晶(TMC)を複合化し、さらにPtナノ粒子で修飾することで(BP NS/Pt (3wt %)/TMC )、紫外から近赤外までの光で作動可能な水素発生光触媒の構築した。BP NS/Pt (3wt %)/TMCに対し420 nm以上の可視および近赤外光を照射すると1.9 μmol h-1の水素発生が確認され、また、780 nm以上の近赤外光照射下では0.41 μmol h-1の水素発生が確認されたことより、BP NS/Pt (3wt %)/TMC により可視および近赤外光による水素発生活性が示された。光電気化学的測定ならびにフェムト秒拡散反射測定より、光照射による高速な電荷分離および界面での高速な電荷移動が示されたことより、本触媒系の高効率な活性がメカニズム的にも支持された。さらにこれらの測定より、BPの厚さを減らすことで、電荷分離が高速化することが示され、高効率な触媒構築の指針が得られた。さらに今年度は水素発生活性を有するグラフィティックカーボンナイトリド(g-C3N4)について検討を行い、N欠陥の導入により可視光応答性を向上させることに成功するとともに、焼成時にCO2雰囲気を導入することで可視光照射時の水素発生効率が上昇することなどを見出した。また、多孔性ZnIn2S4にNiS微粒子を修飾することで可視光応答水素発生光触媒を構築し、420 nm以上の光照射により5.0 μmolh-1の活性を確認した。
平成29年度が最終年度であるため、記入しない。
すべて 2019 2018 2017 その他
すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (50件) (うち国際共著 14件、 査読あり 44件) 学会発表 (27件) (うち国際学会 18件、 招待講演 17件)
Applied Catalysis B: Environmental
巻: 241 ページ: 141~148
10.1016/j.apcatb.2018.09.023
Physical Chemistry Chemical Physics
巻: 21 ページ: 2318~2324
10.1039/c8cp06922k
巻: 250 ページ: 163~170
10.1016/j.apcatb.2019.02.075
ACS Catalysis
巻: 9 ページ: 3618~3626
10.1021/acscatal.8b05081
ChemPhotoChem
巻: 印刷中 ページ: 印刷中
10.1002/cptc.201800260
Ener. Environ. Sci.
Chem. Eur. J.
Appl. Catal. B Environ.
クリーンエネルギー
FCレポート
巻: 221 ページ: 645~651
10.1016/j.apcatb.2017.09.063
Angewandte Chemie International Edition
巻: 57 ページ: 2160~2164
10.1002/anie.201711357
Small
巻: 14 ページ: 1703277~1703277
10.1002/smll.201703277
Advanced Functional Materials
巻: 28 ページ: 1706969~1706969
10.1002/adfm.201706969
巻: 235 ページ: 9~16
10.1016/j.apcatb.2018.04.054
Chemistry - A European Journal
巻: 24 ページ: 8228~8232
10.1002/chem.201800947
Chemical Communications
巻: 54 ページ: 6052~6055
10.1039/c8cc02853b
RSC Advances
巻: 8 ページ: 20822~20828
10.1039/C8RA03192D
ACS Applied Materials & Interfaces
巻: 10 ページ: 20458~20466
10.1021/acsami.8b04080
The Journal of Physical Chemistry C
巻: 122 ページ: 15163~15170
10.1021/acs.jpcc.8b04026
The Journal of Physical Chemistry Letters
巻: 9 ページ: 3934~3938
10.1021/acs.jpclett.8b02006
巻: 10 ページ: 25561~25569
10.1021/acsami.8b06137
巻: 238 ページ: 638~646
10.1016/j.apcatb.2018.07.028
巻: 24 ページ: 11407~11416
10.1002/chem.201801774
Catalysis Science & Technology
巻: 8 ページ: 4726~4733
10.1039/c8cy01411f
巻: 24 ページ: 14928~14932
10.1002/chem.201803505
The Journal of Physical Chemistry A
巻: 122 ページ: 8738~8744
10.1021/acs.jpca.8b08310
Medicinal Chemistry Research
巻: 27 ページ: 2530~2537
10.1007/s00044-018-2255-0
巻: 20 ページ: 29207~29211
10.1039/c8cp04860f
Journal of Colloid and Interface Science
巻: 512 ページ: 446~454
10.1016/j.jcis.2017.10.082
パリティ
巻: - ページ: 76~78
Journal of Photochemistry and Photobiology C: Photochemistry Reviews
巻: 35 ページ: 25~37
10.1016/j.jphotochemrev.2017.12.003
太陽エネルギー
巻: 44 ページ: 23~32
巻: 56 ページ: 5299~5303
10.1002/anie.201702223
巻: 53 ページ: 5306~5309
10.1039/c7cc01894k
Journal of Materials Chemistry A
巻: 5 ページ: 9671~9681
10.1039/c7ta01888f
巻: 5 ページ: 10442~10449
10.1039/c7ta02379k
巻: 217 ページ: 285~292
10.1016/j.apcatb.2017.06.002
巻: 121 ページ: 4902~4906
10.1021/acs.jpca.7b03700
巻: 9 ページ: 30583~30590
10.1021/acsami.7b06386
Journal of the American Chemical Society
巻: 139 ページ: 13234~13242
10.1021/jacs.7b08416
巻: 9 ページ: 34844~34854
10.1021/acsami.7b08548
Chemistry - An Asian Journal
巻: 12 ページ: 2660~2665
10.1002/asia.201701038
巻: 8 ページ: 122~131
10.1021/acscatal.7b02972
巻: 24 ページ: 636~645
10.1002/chem.201703686
巻: 122 ページ: 13385~13390
10.1021/acs.jpcc.7b10926
ACS Applied Nano Materials
巻: 1 ページ: 355~363
10.1021/acsanm.7b00213
自動車技術
巻: 71 ページ: 102-103
巻: 24 ページ: 6295~6307
10.1002/chem.201704680