| 研究課題/領域番号 |
26410243
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| 研究機関 | 山口大学 |
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研究代表者 |
酒多 喜久 山口大学, 理工学研究科, 准教授 (40211263)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 光触媒 / 水の完全分解 / 錯体重合法 / 調製条件 / 前駆体 / 高分子配位子 / Ba-Ta混合酸化物 / Sr-Nb混合酸化物 |
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| 研究実績の概要 |
錯体重合法で酸化物光触媒を調製するとき、その調製条件が調製された混合酸化物光触媒の水の完全分解活性に対する影響を検討した。ここでは原料のBaとTaのモル比が5:4時に調製されるBa-Ta混合酸化物光触媒を錯体重合法により調製し、その時の高分子前駆体の調製条件が最終的に構成される混合酸化物の物性とH2O完全分解反応に対する光触媒特性に与える影響について検討した。その結果、光触媒活性は高分子前駆体調製時の温度と重合時間に大きく影響されることが判明した。ここで、高分子前駆体の調製条件は373～393 Kの低温で10時間以上の比較的長時間をかけて調製した前駆体が混合酸化物光触媒を調製するうえで好ましいことが判明した。次に調製された高分子前駆体を熱分解することで酸化物前駆体を調製するが、この時の酸化物前駆体の調製条件と調製された酸化物光触媒の活性との関係を検討したところ、比較的低温の熱分解温度で調製した前駆体が有効であることが判明した。次に、錯体重合法で酸化物光触媒を調製する際のリガンドポリマーが調製された酸化物光触媒の物性と光触媒特性に与える影響について検討した。ここでは、リガンドポリマーとして通常用いられるクエン酸とエチレングリコールの代わりにコハク酸と2-2-アミノエチルアミノエタノールを用いた。調製した混合酸化物光触媒はSrとNbが1:1のモル比のSr-Nb混合酸化物である。リガンドポリマーを変化させるとポリマー錯体の熱安定性が低くなるため低温焼成で光触媒として活性のある化学量論比の相とはSrNb2O6の微粒子結晶が生成し、この結晶相はH2Oの完全分解反応に比較的高い活性を示すことが判明した。さらに、SrTiO3に各種イオン添加をした光触媒やBaTi2O6光触媒についてH2O完全分解反応に対する光触媒特性の検討も行った。
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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
錯体重合法によるH2O完全分解反応に有効な混合酸化物光触媒調製に対しての調製条件について、高分子錯体前駆体および酸化物前駆体の最適条件からこれらの前駆体の状態が最終的に調製される光触媒の機能への影響に対する知見を得られたこと、さらに、高分子配位子の影響に関しての知見が得られたことからこの方法を用いた高活性光触媒調製に関して重要な要因を明らかにすることができた、さらに、Tiを含有する混合酸化物光触媒に関しても今後の研究の進展に対して有効な知見が得られた。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでの検討結果に基づいて、ニオブ、チタン混合酸化物光触媒を錯体重合法により有効な調製条件で調製し、さらにそれらの表面、バルクを有効な助触媒や金属イオンなどの添加により修飾することで、近紫外光域の光照射によるH2O完全分解反応に対して実用化レベルの活性を示す光触媒の開発に関しての知見を得る。
可視光域の長波長光でH2O分解反応を進行させることができる光触媒開発を念頭に置いた金属イオンドープ型混合酸化物光触媒の開発について検討する。
光触媒の開発の検討と同時にキャラクタリゼーションも併せて行う。
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