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水の光分解を目的とする固体電子状態のデザイン

研究報告コード R000000583
掲載日 2002年9月30日
研究者
  • 堂免 一成
研究者所属機関
  • 東京工業大学資源化学研究所
研究機関
  • 東京工業大学資源化学研究所
報告名称 水の光分解を目的とする固体電子状態のデザイン
報告概要 水を光分解する触媒の開発を行っている。可視光で水を分解するために,軌道混成による価電子帯の上端を高エネルギー側にシフトさせることを試みた。この考えに基づく触媒として,RbPb2Nb3O10,BiVO4(図1,図2)がそれぞれ可視光による高い水素生成能,酸素生成能を示した。さらにオキシナイトライド系触媒(CaxLa1-xTiO2+xN1-x(X=0.25))が,可視光照射において安定に水素,酸素を生成した(図3)。またBaNbON2が可視光全域を使用出来る触媒であった。実用化には更なる活性向上,適当な修飾法の開発が必要である。NiO-NaTaO3に少量のLaを添加した触媒が,紫外光照射で水の全分解の量子収率が50%以上に達した。光触媒活性も非常に安定であった。水の全分解触媒としてd0の電子配置の遷移金属イオンが知られていたが,d10の電子配置の"典型"金属イオンを含むRuO2-CaIn2O4が定常的に水を分解した。
画像

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研究分野
  • 表面の電子構造
  • 触媒
  • 光化学一般
  • 光化学反応
  • 塩基,金属酸化物
関連発表論文 (1)Inoue, Y., Kubokawa, T. and Sato, K., J. Phys. Chem., 95, 4059 (1991)
(2)Kudo, A. and Kato, H., Chem. Phys. Lett., 331, 373 (2000)
(3)Kudo, A.; Omori, K. and Kato, H, J. Am. Chem. Soc., 121, 11459 (1999)
研究制度
  • 戦略的基礎研究推進事業、研究領域「分子複合系の構築と機能」研究代表者 堂免 一成(東京工業大学資源化学研究所)/科学技術振興事業団
研究報告資料
  • 堂免 一成. 水の光分解を目的とする固体電子状態のデザイン. 戦略的基礎研究推進事業 分子複合系の構築と機能 平成12年度 シンポジウム,2000. p.27 - 30.

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