非対称多孔質基板上に担持したチタニア薄膜光触媒による水の完全光分解

使用负载在不对称多孔基底上的二氧化钛薄膜光催化剂对水进行完全光解

基本信息

批准号：
07651012
负责人：
安盛敦雄
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究ではアルミナ質非対称多孔質基板上に白金薄膜及びTiO_2薄膜をスパッター法及びゾルゲル法を用いてコーティングすることにより多層構造を持つ光触媒を作製した。また種々の測定手段を用いて得られた試料のキャラクタリゼーションを行うとともに,光照射による水溶液中からの水素発生量を測定し試料の光触媒特性を評価した。まずXPS測定,FE-SEM観察などの結果より,TiO_2薄膜の厚さを約20〜350nmまで制御して作製できること,350℃以上での熱処理により触媒活性の高いAnatase相TiO_2が得られることが分かった。またエタノール水溶液中での光照射による水素発生実験を行った結果,TiO_2単位質量当たりの水素発生速度は最大0.20mol/hであった。この値を市販の一般的なPt担持TiO_2(Anatase)微粒子の測定値と比較した結果,水素発生速度が約8倍になっていることが分かった。一方,白金基板上に同様の方法でTiO_2薄膜を作製しKCl水溶液中でのポテンショスタットを用いた電気化学的電流-電位測定を行った結果,光電流値は照射光量に対する応答性を示し,フラットバンド電位は-0.5〜-0.7VvsSCEの値が得られ,TiO_2相の伝導帯下端の電位は水の還元電位(H^+/H_2)より負側にあることを確認した。さらにマグネトロンスパッター装置を用いてガラス基板にコートした金属Ti薄膜あるいは金属Ti基板上にTiO_2薄膜を形成した試料を作製し電気化学的電流-電位測定を行った結果,光電流値が白金基板上にコートした場合と比較して約20倍になっていることが分かった。以上の結果より非対称多孔質基板上に白金・TiO_2薄膜をヲコートした多層構造の光触媒が高い光触媒活性を持つことが明らかになった。今後は各薄膜をさらに高度に複合化することにより,より高活性の光触媒材料を得られるものと考えられる。

在这项研究中，通过使用溅射和溶胶 - 凝胶方法在不对称的不对称氧化铝基板上涂上铂薄膜和Tio_2薄膜，制备具有多层结构的光催化剂。此外，还表征了使用各种测量平均值获得的样品，并测量了由于光照射而产生的氢量，以评估样品的光催化特性。首先，XPS测量结果和FE-SEM观察结果表明，TIO_2薄膜的厚度可以控制为约20-350 nm，并且可以通过在350°C或更高更高的情况下通过热处理获得具有较高催化活性的解剖酶相TIO_2。此外，通过在乙醇水溶液中的光照射进行氢生成实验，每单位TIO_2的氢产生速率为0.20 mol/h。将该值与市售PT支持的TIO_2（剖析酶）细颗粒的测量值进行了比较，并发现氢的产生速率高约八倍。 On the other hand, a TiO_2 thin film was prepared on a platinum substrate using the same method and electrochemical current-potential measurements in an aqueous KCl solution using a potentiostat showed that the photocurrent value was responsive to the amount of irradiated light, and the flat band potential was obtained from -0.5 to -0.7VvsSCE, and it was confirmed that the potential at the lower end of the conduction band of the TIO_2相位是否定的，在还原电位的一侧（H^+/H_2）。此外，制备了在金属Ti底物上使用Magnetron溅射设备在金属Ti底物上形成涂覆在玻璃基板上的金属Ti薄膜的样品，并进行了电化学电流测量，并且发现光电流值比在铂型粘附上高约20倍。上述结果表明，在不对称多孔底物上涂有铂/TiO_2薄膜的多层光催化剂具有较高的光催化活性。人们认为，将来，将通过将每个薄膜进一步组合到更高程度上来获得更高的活性光催化材料。