無電解析出法で作製した半導体金属複合膜による光機能性表面の創製

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13650784
• Research Institution: HIMEJI INSTITUTE OF TECHNOLOGY
• Principal Investigator: 松田 均 姫路工業大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60118015)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 福室 直樹 姫路工業大学, 大学院・工学研究科, 助手 (10347528) ; 八重 真治 姫路工業大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (00239716)
• Keywords: 無電解めっき / 複合めっき / 分散めっき / 半導体 / 微粒子 / 光電気化学特性 / 光電流 / 光触媒

Research Abstract

本研究では、まず、分散めっきに適した安定で析出速度の高い無電解めっき浴の選定を行なった。その結果、錯化剤としてコハク酸とリンゴ酸を用いた酸性Ni-Pめっき浴がこの目的に適合することを見出した。同浴にTiO_2微粒子を懸濁させた浴から任意のTiO_2表面占有率の膜が作製することができたTiO_2微粒子の占有率の増加に応じて、複合めっき膜電極の光電流密度が増大し、最大表面占有率は83%とにおける光電流密度では190μAcm^<-2>を示した。また、同膜をメチレンブルー浸漬させ、紫外線を照射することにより、メチレンブルーの分解が起こり、同膜の光触媒性が確認された。
種々の条件で作製した無電解Ni-P/TiO_2複合めっき膜の断面を透過電子顕微鏡によって観察することで、めっき膜中のTiO_2微粒子の分散状態を調べた。その結果、めっき浴中のTiO_2微粒子懸濁量を大幅に増加させること(懸濁量:100gdm^<-3>)によって、その膜内部の共析量を増加させることができた。また、光電流に寄与するTiO_2微粒子には、表面に弱く付着している粒子と、めっき膜の表面近傍に固定されている粒子があることが分かった。弱く付着している粒子は、容易に除去され、綿棒で拭き取ることで、粒子の表面占有率は26%から0.03%まで減少した。一方、複合めっき膜上にNi-Pトップコーティングを施すことにより、めっき膜内の表面近傍に固定されたTiO_2微粒子によって安定に光電流を発生するが明らかとなった。

Research Products

• [Publications] 福室直樹, 臼井勇樹, 小松聖季, 八重真治, 松田 均: "無電解Ni-P/TiO_2複合めっき膜の構造と光電流密度"表面技術. 55巻4号(印刷中). (2004)