| 研究課題/領域番号 |
25709078
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| 研究種目 |
若手研究(A)
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
前田 和彦 東京工業大学, 理工学研究科, 准教授 (40549234)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 光触媒 / ナノ粒子 |
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| 研究概要 |
本研究では、半導体粉末上に2種の金属成分を含むナノ粒子を光化学的に析出させたコンポジット材料を調製し、未だ解明されていない(1)複合金属成分ナノ粒子の光化学的合成に関する基礎的知見の取得、(2)水素／酸素生成光触媒としての応用、(3)走査型プローブ顕微鏡を用いたコンポジットの電荷分離状態の直接観察を目的としている。
当初の研究計画に従い、本年度は光析出法によってクロムとの複合体形成が可能な金属種を見つけ出す目的で、種々の遷移金属とクロム種の光化学的共担持を試みた。半導体としては、固相法で調製したチタン酸ストロンチウム（SrTiO3）を用いた。
また我々は、n型半導体であるルチル型酸化チタン粉末に白金などの金属ナノ粒子を少量添加すると、400nm以下の紫外光を吸収して水を水素と酸素に分解する光触媒として働くことを新たな知見として見出した。本系は単純組成の金属酸化物半導体（TiO2）と担持金属からなる複合体であり、本研究の骨子のひとつである走査型プローブ顕微鏡を用いた電荷分離状態の観察を行う上で良いモデルケースになると考えられる。本年度においては、白金以外の金属担持効果について検討を進め、水の完全分解活性との相関を明らかとした。結果として、適量の白金ナノ粒子を高分散担持することが高活性化に繋がると結論した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
全体の研究計画に照らし合わせると必ずしも計画通りに進んではいないものの、研究目標達成の観点からは、順調に進展していると考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
前年度に調製した複合体のキャラクタリゼーションを行い、複合金属成分ナノ粒子の光化学的合成に関する基礎的知見を取得するとともに、水の分解に対する光触媒活性を調べ、応用研究へと展開していく。光触媒活性試験の結果を担持金属の種類、サイズ、形状、酸化状態などをパラメータとして比較し、材料の構造と光触媒活性との相関を明らかとする。
金属担持ルチル型酸化チタンの系では、走査型プローブ顕微鏡を用いた電荷分離状態の直接観察を試みる。特に、担持金属の種類と量により水の完全分解の活性が著しく変化することに着目し、電荷分離挙動との相関を調べる。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
実験装置をやや割安で購入することができたため。また、旅費（国内出張）を他の予算から工面することができたため。
実験の性質上、使用頻度が高くなっている光触媒活性試験用キセノン光源の補充予算として使用する予定である。
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