| 研究課題/領域番号 |
26410234
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
宮内 雅浩 東京工業大学, 理工学研究科, 准教授 (60443230)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 酸化チタン / 光触媒 / 助触媒 / 環境浄化 / クラスター |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、安価な酸化チタンをベースに環境浄化を目的とした高活性な可視光型光触媒の開発を目的としている。特に、酸化反応を促進する助触媒に着目し、初年度となる平成26年度は各種酸化物クラスターの組成探索をおこなった。その結果、大きさが2nm以下で4価のチタンからなるアモルファス状酸化物クラスター（Ti(IV)クラスター）をルチル型酸化チタン粉末の表面に担持したサンプルにおいて紫外線照射下で優れたアセトアルデヒドの分解媒活性が発現した。Ti(IV)クラスターの有無で比表面積、ゼータ電位、吸着特性、光吸収特性が変わらないことから、活性の向上は電荷分離効率の向上が要因であると考えている。既往の研究で、ルチル型酸化チタン表面に分子状の酸化チタンクラスターを担持したものの電子構造が報告されており、クラスターのHOMOレベルがルチル型酸化チタンの価電子帯よりも卑であることが報告されている。これらの結果から、活性の向上はTi(IV)クラスターサイトへの正孔の捕捉が活性向上につながったものと考察している。今後、クラスターの電子構造や光励起キャリアの解析をおこない、高活性な光触媒の開発につなげる。
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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
平成26年度の目標、すなわち、クラスター助触媒の探索を完了し、Ti(IV)アモルファスクラスターが有効であることを見出した。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は更に高い光触媒活性を達成するため、Ti(IV)クラスターの合成条件の最適化を重ね、その構造を明らかにする。また、クラスターの作用機構を明らかにするため、ESRによる励起キャリアの解析、ケルビンプローブフォース顕微鏡による仕事関数の測定をおこなう。これらの知見をもとに、環境浄化やセルフクリーニング用途に展開できるような薄膜構造を開発する。
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