2017 Fiscal Year Annual Research Report
Au(core)-metal chalcogenide(shell) half-cut nanoegg-type plasmonic photocatalyst for solar-to-chemical transformation
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15K05654
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| Research Institution | Kindai University |
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Principal Investigator |
多田 弘明 近畿大学, 理工学部, 教授 (60298990)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 光触媒 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度に引き続き、金コア－硫化カドミウムシェルハーフカットナノエッグ（HC-Au@CdS NE）プラズモニック微粒子の合成と水の完全分解への応用を目的として研究を実施した結果、次の成果を得た。１．50℃における独自の光析出法を用いて、HC-Au@CdS NE粒子を合成し、高分解能TEM解析により、Auコア－CdSシェル界面にCdS{0001}/Au{111}配向を有するヘテロエピタキシャル接合が形成されることを明らかにした。２．HC-Au@CdS NGの光触媒活性が、CdSシェル厚およびAuコアサイズに強く依存することを明らかにした。３．最適条件下において、世界最高の外部量子収率0.24%（照射光波長640 nm）を達成した。４．水分解が、水素：酸素 = 2 :1で化学量論的に分解されることを明らかにした。５．繰り返し反応実験を行った結果、光触媒は低下することなくHC-Au@CdS NEが安定に作動することを確認した。６．HC-Au@CdS NEによる水分解が、AuコアからCdSシェルへのホット電子移動により誘起されることを明らかにすると共に、このスキームに基づいて、HC-Au@CdS NEの光触媒活性のCdSシェル厚依存性を合理的に説明することに成功した。７．HC-Au@CdS NEの高い光触媒活性がAu-CdS間のヘテロエピタキシャル接合を経由したスムーズな電子移動に起因することを明らかにした。
以上の結果を学術雑誌に公表した（J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 1251.）。
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