2003 Fiscal Year Annual Research Report

表面構造制御された可視光応答型硫黄ドープ二酸化チタン光触媒の開発

Research Project

Project/Area Number	15033240
Research Institution	Kyushu Institute of Technology
Principal Investigator	横野照尚九州工業大学, 工学部, 教授 (10203887)
Keywords	二酸化チタン / 表面構造制御 / 可視光応答型 / 硫黄ドープ / 光触媒
Research Abstract	硫黄カチオンドープによる可視光応答型二酸化チタン光触媒の開発光触媒の光の利用率を極限まで向上するために、通常では紫外光照射でしか活性を発現しない二酸化チタン粒子を可視光で活性を発現する触媒へ変換するための調製法の開発を行った。すでに、窒素原子を二酸化チタンにドープすることにより可視光照射下で活性を発現することが報告されているが、可視部の吸光係数は極めて小さく、十分に活性が高いとは言い難い。一方、計算化学的には硫黄原子の導入により、二酸化チタンが可視光応答性を発現する可能性が示唆されているが、硫黄原子はアニオン状態ではイオン半径が大きいために、二酸化チタンの酸素原子と置換することは極めて困難であることも指摘されている。そこで、申請者は硫黄原子を好気条件下で反応させることにより、通常アニオン状態にある硫黄原子を酸化してカチオン状態とし、イオン半径を減少させることで二酸化チタンの結晶格子間に導入することを世界で初めて成功した。硫黄カチオンをドープした二酸化チタン光触媒は、従来報告されていた窒素や炭素をアニオン状態で二酸化チタン光触媒に導入したものに比べて可視光領域の吸収が非常に大きく増大した。また、メチレンブルーやアルコールの酸化活性に関して検討したところ、紫外領域の光照射下では、アナタース型の二酸化チタン光触媒に比べて数倍の触媒活性を示した。更に、400nm以上の可視光照射下では、アナタース型の二酸化チタン光触媒が全く触媒活性を示さないのに対して、硫黄カチオンドープ二酸化チタン光触媒は、極めて高い触媒活性を示した。また、硫黄カチオンドープ二酸化チタン光触媒は、高付加価値化合物生成反応であるアダマンタンの水酸化反応に関しても高い触媒発生を発現することを明らかにした。これらの結果は、可視光が大部分である太陽光を光源に利用した環境負荷のない究極の光触媒反応開発に関する重要な指針を与えるものと確信している。

Research Products

(7 results)

All Other

All Publications (7 results)

[Publications] 横野照尚, 猿川浩二他: "Crystal Faces of Rutile and Anatase TiO_2 Particles and Their Roles in Photocatalytic Reactions"New Journal of Chemistry. 26. 1167-1170 (2002)
[Publications] 横野照尚, 時枝康二郎他: "Synergism between rutile and anatase TiO_2 particles in photocatalytic oxidation of naphthalene"Appled Catalysis, A : General. 244. 383-391 (2003)
[Publications] 横野照尚, 満居隆浩他: "Photocatalytic Activity, of S-doped TiO_2 Photocatalyst under Visible Light"Chemistry Letters. 32. 364-365 (2003)
[Publications] 横野照尚, 満居隆浩他: "TiO_2-photocatalyzed oxidation of adamantane in solutions containing oxygen or hydrogen peroxide"J.Photochemistry and Photobiology A : Chemistry. 160. 3-9 (2003)
[Publications] 横野照尚, 満居隆浩他: "Preparation of visible light active S-doped TiO_2 photocatalysts and their photocatalytic activities"Oxidation Technologies for Water and Wastewater Treatment. 57. 239-242 (2003)
[Publications] 横野照尚, 秋吉美也子他: "Preparation of S-doped TiO_2 photocatalysts and their photocatalytic activities under visible light"Applied Catalysis A : General. (印刷中).
[Publications] 横野照尚: "図解光触媒のすべて"工業調査会「M & E」編集部. 2 (2003)

2003 Fiscal Year Annual Research Report

表面構造制御された可視光応答型硫黄ドープ二酸化チタン光触媒の開発

Principal Investigator

横野 照尚 九州工業大学, 工学部, 教授 (10203887)

Research Products

[Publications] 横野照尚, 猿川浩二他: "Crystal Faces of Rutile and Anatase TiO_2 Particles and Their Roles in Photocatalytic Reactions"New Journal of Chemistry. 26. 1167-1170 (2002)

[Publications] 横野照尚, 時枝康二郎他: "Synergism between rutile and anatase TiO_2 particles in photocatalytic oxidation of naphthalene"Appled Catalysis, A : General. 244. 383-391 (2003)

[Publications] 横野照尚, 満居隆浩他: "Photocatalytic Activity, of S-doped TiO_2 Photocatalyst under Visible Light"Chemistry Letters. 32. 364-365 (2003)

[Publications] 横野照尚, 満居隆浩他: "TiO_2-photocatalyzed oxidation of adamantane in solutions containing oxygen or hydrogen peroxide"J.Photochemistry and Photobiology A : Chemistry. 160. 3-9 (2003)

[Publications] 横野照尚, 満居隆浩他: "Preparation of visible light active S-doped TiO_2 photocatalysts and their photocatalytic activities"Oxidation Technologies for Water and Wastewater Treatment. 57. 239-242 (2003)

[Publications] 横野照尚, 秋吉美也子他: "Preparation of S-doped TiO_2 photocatalysts and their photocatalytic activities under visible light"Applied Catalysis A : General. (印刷中).

[Publications] 横野照尚: "図解 光触媒のすべて"工業調査会「M & E」編集部. 2 (2003)

横野照尚九州工業大学, 工学部, 教授 (10203887)

[Publications] 横野照尚: "図解光触媒のすべて"工業調査会「M & E」編集部. 2 (2003)