UTILIZATION OF SUNLIGHT USING STRATIFIED PHOTOCATALYSTS

使用分层光催化剂利用阳光

基本信息

  • 批准号:
    11450393
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 9.41万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    1999
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1999 至 2001
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The application of photocatalytic reaction to generate hydrogen as a source of energy is being given higher priority in photochemical research. However, the prevention of re-association of the excited electron and the hole within the catalyst has been considered difficult and considerable researches are in progress. We had succeeded to synthesize the ZnS photocatalyst with high-efficiency of hydrogen generation under UV-light irradiation. The stratified-ZnS is synthesized by a novel wet-reaction process from ZnO or Zn(OH)_2 as starting materials and has the "stratified" structure composed by nano-crystals.In this project, we had researched the relationship between the stratified structure and the photocatalytic activity. It was found that the stratified-ZnS formed capsule with a thin layer by ultra fine particles and maintained a potential gradient within this layer, from the results of the morphology observation by transmission electron microscope and the analysis of elemental distribution in the semiconductor particle by energy dispersive x-ray spectroscopy. We can consider that the effective separation of the photoexcited electron and the hole was due to the potential gradient created by the stratified structure.We also applied the synthesis process of stratified material to other compound semiconductor materials considered they can use visible region of sunlight. As the results of experiments, we found the stratified-CdS was able to synthesize from CdO or Cd(OH)_2 as starting materials by the same process in ZnS with optimized conditions. These stratified-CdS particles have photoactivity toward visible light less than 510 nm in wavelength and can generate about 7 litters/hour to 1 m^2 of sunlight irradiation. As the next step for practical application of the hydrogen generation system using the sunlight, we will carry out a research about a sulfur-recycle process by using biochemical or hydrothermal reaction, and so on.
应用光催化反应产生氢气作为能源在光化学研究中受到高度重视。然而,防止催化剂内激发的电子和空穴的重新结合被认为是困难的,并且大量的研究正在进行中。我们成功合成了在紫外光照射下高效产氢的ZnS光催化剂。层状ZnS是以ZnO或Zn(OH)_2为起始原料,采用新型湿法反应工艺合成的,具有由纳米晶组成的“层状”结构。本项目研究了层状结构与层状结构之间的关系。和光催化活性。从透射电子显微镜形貌观察和能量分析半导体颗粒中元素分布的结果发现,分层ZnS由超细颗粒形成了一个薄层的胶囊,并且在该层内保持了电位梯度。色散 X 射线光谱。我们可以认为,光生电子和空穴的有效分离是由于层状结构产生的电势梯度。我们还将层状材料的合成过程应用到其他化合物半导体材料中,考虑到它们可以利用太阳光的可见光区域。实验结果表明,以CdO或Cd(OH)_2为起始原料,采用与ZnS相同的工艺,在优化条件下可以合成层状CdS。这些分层 CdS 颗粒对波长小于 510 nm 的可见光具有光活性,可产生约 7 升/小时的 1 m^2 阳光照射。作为利用太阳光制氢系统的实际应用的下一步,我们将开展利用生化或水热反应等的硫回收工艺的研究。

项目成果

期刊论文数量(56)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
K.shinoda: "Local Structure and Photocatalytic Property in ZnS Cluster Films"Proc. Int. Symp. on Cluster Assembled Mater.IPAP Conf.. Serise3. 71-74 (2001)
K.shinoda:“ZnS簇薄膜中的局部结构和光催化性能”Proc。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
秋本結輝: "Synthesis of Higher Dimeric Fullerene oxides"The Electrochemical Society, Meeting Abstracts 197th society meeting. Vol.2000-1. 696 (2000)
Yuki Akimoto:“高级二聚富勒烯氧化物的合成”电化学学会,会议摘要第 197 卷 2000-1。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
藤田直幸: "Fe-B 電折膜のキャラクタリゼーションと磁気特性"日本応用磁気学会誌. 23. 1197-1200 (1999)
Naoyuki Fujita:“Fe-B 电解折叠薄膜的特性和磁性能”日本应用磁学学会杂志 23. 1197-1200 (1999)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
S.Tsunekawa: "Ultraviolet Absonstion Spectra of C_eO_2 Nano-Particles"Uaterials Scienee Forum. 315-317. 439-445 (1999)
S.Tsunekawa:“C_eO_2 纳米颗粒的紫外吸收光谱”材料科学论坛。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
S. Mamykin, G. Milczarek, A. Kasuya, K. Shinoda, B. Jeyadevan, K. Tohji: "Characterization and Optimization of Electrodeposited CdS Thin Films for Photo-electrochemical Cells"Proc. Int. Symp. on Cluster Assembled Mater. IPAP Conf. Series 3. 63-66 (2001)
S. Mamykin、G. Milczarek、A. Kasuya、K. Shinoda、B. Jeyadevan、K. Tohji:“用于光电化学电池的电沉积 CdS 薄膜的表征和优化”Proc。
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  • 发表时间:
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