層間包接光触媒の合成と光化学的二酸化炭素固定

层间包合物光催化剂的合成及光化学固定二氧化碳

基本信息

批准号：
03203203
负责人：
佐藤次雄
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1991
资助国家：
日本
起止时间：
1991 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

二酸化炭素を光化学的に固定する人工光合成システムの開発を目的として、可視光で励起可能な小さなバンドギャップを有する半導体を層間化合物の層間に包接し、半導体の光触媒活性の向上および化学的安定性の改善を計った。陰イオン交換能を有する層状複水酸化物の一種である [Zno.7Al_<o.3>(OH)_2](CO_3)_<0.15>を熱分解しNaCl型亜鉛‐アルミニウム酸化物とした後、Cd(edta)^<2->水溶液と反応させ、Na_2水溶液と反応させることにより、CdSを包接した層状複水酸化物(LDH‐CdS)を合成した。また陽イオン交換能を有する層状ニオブ酸カリウム K_4Nb_6O_<17>の層間のK^+をCd^<2+>とイオン交換した後、H_2Sガスと反応させ、CdSを包接したH_4Nb_6O_<17>(H_4Nb_6O_<17>‐CdS)を合成した。また同様の方法により各々の層状化合物層間にCdSとZnSの混合物の包接も行なった。層間にCdS/ZnS混合物を包接したものが可視光照射下で優れた光触媒特性を示した。層間包接CdSは、厚み0.3nm以下の超微粒子であり、バルクのCdS(2.46eV)より大きなバンドギャップ2.6eVを有し、量子効果が認められた。層状複水酸化物に包接されたCdS/ZnS(LDH‐CdS/ZnS)、H_4Nb_6O_<17>に包接されたCdS/ZnS(H_4Nb_6O_<17>‐CdS/ZnS)および包接されていないバルクのCdS/ZnS(Unsupported CdS/ZnS)の光触媒能を可視光照射下における水からの水素生成速度で比較すると、ホ-ルスカベンジャ-としてNa_2Sを用いた時は、LDH‐CdS/ZnS〉Unsupported CdS/ZnS〉K_4Nb_6O_<17>‐CdS/ZnSの順であり、NH_2CH_2CH_2OHを用いた時は、K_4Nb_6O_<17>‐CdS/ZnS〉Unsupported CdS/ZnS〉LDH‐Cds/ZnSの順であり、ホスト層と反応基質との静電引力を増大させることにより光触媒能の向上が可能であることがわかった。

为了开发一个人工光合作用系统，该系统将光化学固定二氧化碳（一种具有小带隙的半导体，可以用可见光激发，并在层间化合物的层之间进行激发，并改善了半导体和化学稳定性的光催化活性。 [Zno.7Al_ <O.3>（OH）_2]（co_3）_ <0.15>，一种具有阴离子交换能力的分层双氢氧化物的类型，以形成NaCl型氧化物氧化物氧化锌氧化锌，然后与cd（EDTA）^<2-ose的求解（EDTA）^<2- <2- <2- <2- <2- <2- <2- <2- <2- <2- <2- <2- <2- <2- <2- <2- <2- <2- <2- <2-用CD封装的双氢氧化物（LDH-CD）。此外，使用CD^<2+>进行阳离子口气的二层钾K_4NB_6O_ <17>之间的k^+，然后与H_2S气体反应，以合成H_4NB_6O__6O__6O___6O_ <17>（H_4NB_6O___________-17> -cds）。另外，通过相同的方法在每个分层化合物层之间也齐聚了CD和Zns的混合物。 CD/ZnS混合物在层之间支撑，并在可见光照射下表现出出色的光催化特性。层间包含CD是厚度为0.3 nm或以下的超细颗粒，其带隙比散装CD（2.46 eV）大2.6 eV（2.46 eV），并且观察到量子效应。当比较层中CD/Zns（LDH-CD/ZNS）的光催化能力时，该功能包含在分层的双氢氧化物中，CDS/Zns（H_4NB_6O_ <17> -CDS/ZNS）和未悬而未决的CDS/Zns（未损坏的CDS/Zns）在NAS上的速率（未损坏的CDS/Zns）均在Hyde速率下进行了均匀的速率。 LDH-CDS/ZNS用作住房Cavenger>不支持的是，当使用CDS/ZNS> K_4NB_6O__ <17> -CDS/ZnS时，使用NH_2CH_2CH_2OH时，可以通过增加电效能力来改善光催化能力，从而通过在宿主层之间进行电效应层和反应层之间的反应和反应。