2015 Fiscal Year Annual Research Report
ラメラ相鋳型を利用した積層型ナノシート光触媒の新規開発と触媒機能
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25420827
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
中川 敬三 徳島大学, ソシオテクノサイエンス研究部, 講師 (60423555)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
杉山 茂 徳島大学, ソシオテクノサイエンス研究部, 教授 (70175404)
加藤 雅裕 徳島大学, ソシオテクノサイエンス研究部, 准教授 (80274257)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ナノシート / ニオブ酸 / 光触媒 / 水素生成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本申請課題では，ナノシート光触媒の耐久性，機能性の向上を目指し，ナノシート/無機物積層型光触媒の開発を目的としている．これまでの研究において，水熱合成を利用したボトムアップ法による単層および多層ニオブ酸ナノシートの調製に成功し，紫外光照射下における水/メタノール混合溶液からの水素生成反応を行い，層数が少ないナノシートほど高い水素生成活性を示し，同様な二次元構造材料であるグラフェンやMoS2を助触媒として複合化させることで活性をさらに向上できることを見出した．また，原子間力顕微鏡やラマンスペクトルを利用した構造解析，導電性ポリマーであるポリアニリンとの複合化の基礎的検討を行った．
本年度は，ポリアニリン/ニオブ酸ナノシート複合体の光触媒活性に関する検討を行った．ニオブ酸ナノシート/ポリアニリン複合体光触媒を物理混合により調製した．紫外光照射，犠牲剤存在下での水の分解による水素生成反応を行ったところ，ポリアニリンを複合化させることで水素生成速度が大きく向上する結果となった．またポリアニリンの担持量が水素生成速度に大きく影響することがわかった．ニオブ酸ナノシートとポリアニリンの複合化により，光照射によって励起された電子と正孔の再結合の抑制や光吸収率が向上したことが水素生成速度の改善に繋がったと考えらえる．
以上のように，ボトムアップ法により合成した単層ニオブ酸ナノシートを基軸とし，各種二次元ナノ材料との積層複合化，導電性ポリマーとの複合化を行い，安定かつ高い水素生成活性を示すナノシート光触媒を開発した．
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