チタン,ジルコニウム系複合酸化物ナノ粒子の晶癖制御と部分硫化による新規光触媒開発

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17360384
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 村松 淳司 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (40210059)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐藤 修彰 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教授 (70154078) ; 山本 勝俊 東北大学, 多元物質科学研究所, 助手 (60343042) ; 高橋 英志 東北大学, 大学院・環境科学研究科, 講師 (90312652)
• Keywords: 光触媒 / 触媒調製 / 部分硫化 / チタン酸バリウム / チタン酸ストロンチウム / ジルコン酸バリウム / ジルコン酸ストロンチウム / 部分窒化

Research Abstract

1.BaTiO_3、SrTiO_3、BaZrO_3、SrZrO_3、BiNaTiO_3ナノ粒子の合成と晶癖制御
液相法における単分散微粒子合成法であるゲルーゾル法により、ペロブスカイト構造からなるBaTiO_3、SrTiO_3、BaZrO_3、SrZrO_3、BiNaTiO_3ナノ粒子を合成した。この際、種添加法により、粒径を数10nmから数100nmまで段階的に制御した。得られた合成条件を元にアミン、カルボン酸、リン酸、硫酸塩などの形態制御剤を添加した条件でペロブスカイトナノ粒子を合成し、得られるナノ粒子の晶癖制御を行い、ナノ粒子に形状異方性を付与することに成功した。得られた粒子はTEMおよびHR-TEM観察、XRD測定、比表面積測定、吸着イオンの吸着等温線作製、ゼータ電位測定、IR測定などにより評価した。
2.BaTiO_3、SrTiO_3、BaZrO_3、SrZrO_3、BiNaTiO_3ナノ粒子の部分硫化および部分窒化と光触媒活性評価
ゲルーゾル法により合成したBaTiO_3、SrTiO_3、BaZrO_3、SrZrO_3、BiNaTiO_3ナノ粒子を硫化水素あるいは二硫化炭素による部分硫化、さらには窒素あるいはアンモニアによる部分窒化反応を行い、その構造をTEM、XRD、比表面積測定、UV-vis測定などにより評価したところ、非常に高い性能を持つことがわかった。さらに、得られた部分硫化あるいは部分窒化ナノ粒子の光触媒活性を評価すると共にその耐久性を精査したところ、十分に高い耐久性を得た。