2002 Fiscal Year Annual Research Report
典型金属イオンから構成される光触媒による水の分解反応
| Project/Area Number |
02J04254
|
|---|
| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
|---|
Principal Investigator |
佐藤 淳也 長岡技術科学大学, 大学院・工学研究科, 特別研究員(DC2)
|
|---|
| Keywords | 光触媒 / 水の分解反応 / d^<10>電子状態 / d^<10>-d^0電子状態 / d^<10>-d^<10>電子状態 / d^<10>s^2-d^<10>電子状態 / 典型金属酸化物 / 複合金属酸化物 |
|---|
| Research Abstract |
これまで研究においてd^<10>電子状態の典型金属イオンのIn^<3+>,Sn^<4+>およびSb^<5+>から構成される典型金属酸化物であるMIn_2O_4(M=Ca,Sr)、NaInO_2、LaInO_3、M_2SnO_4(M=Ca,Sr)、NaSbO_3、CaSb_2O_6およびM_2Sb_2O_7(M=Ca,Sr)にRuO_2を担持することにより水の光分解反応に対して活性を示す光触媒となることを報告してきた。
本年度の研究においてはBa_3In_2Zn_5O_<11>(d^<10>-d^<10>電子状態)およびAgInW_2O_8(d^<10>-d^0電子状態)、またIn_6WO_<12>(d^<10>-d^0電子状態)のように典型金属イオンとd^0あるいはd^<10>電子状態の金属イオンを合わせもつ複合酸化物に着目し、RuO_2を担持した場合の水の分解反応に対する光触媒作用について検討を行った。RuO_2/AgInW_2O_8の水の光分解反応において、反応初期より水素と酸素が生成し、照射時間とともにほぼ直線的に増加した。反応の繰り返しにおいても、同程度の水素と酸素の生成が見られ、安定な光触媒作用を示した。他のRuO_2/Ba_3In_2Zn_5O_<11>およびRuO_2/In_6WO_<12>の場合においても、水素と酸素を生成する光触媒活性を示し、複合酸化物が水の光分解反応に対し活性であることを見出した。AgInW_2O_8のバンド計算において価電子帯はAg4dとO2pの混成軌道から構成されており、また伝導帯はW4dとIn(5s+5p)との混成軌道であり、InとWの複合化がバンド構造に反映されることが示された。
新しい展開としてd^<10>s^2電子状態の典型金属イオンPb^<2+>と、d^<10>電子状態の遷移金属イオンSb^<5+>を含むd^<10>s^2-〓子状態の複合酸化物PbSb_2O_6について検討を行いRuO_2を担持することにより高い光触媒活性をもつことを〓d^<10>s^2電子状態のPb^<2+>を含む酸化物が光触媒となることを見出した。
|
-
[Publications] J.Sato, N.Saito, H.Nishiyama, Y.Inoue: "Photocatalytic water decomposition by RuO_2-loaded antimonates, M_2Sb_2O_7(M=Ca,Sr), CaSb_2O_6 and NaSbO_3, with d^<10> configuration"Journal of Photochemistry and Photobiology A : Chemistry. 148. 85-89 (2002)
-
[Publications] J.Sato, H.Kobayashi, N.Saito, H.Nishiyama, Y.Inoue: "Photocatalytic activities for water decomposition of RuO_2-loaded AInO_2(A=Li,Na)with d_<10> configuration"Journal of Photochemistry and Photobiology A : Chemistry. (in press).
