分子認識能を発現する超撥水型ナノ反応場制御二酸化チタン光触媒の創製

具有分子识别能力的超疏水纳米反应场控二氧化钛光催化剂的研制

基本信息

批准号：
17029052
负责人：
横野照尚
金额：
$ 3.46万
依托单位：
Kyushu Institute of Technology
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：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

1.ナノ反応場制御型硫黄ドープニ酸化チタンナノチューブの鉄処理による触媒活性の向上防汚、防曇などの機能を有する応用製品用の二酸化チタン光触媒は、紫外光下でしか触媒活性を発現しないことから、室内などへ応用範囲を広げるためには可視光が主な成分である室内光に対する活性をあげることが不可欠である。近年窒素ドープ可視光応答型酸化チタン光触媒が市販され始めたが、その触媒活性は充分とは言い難い。そこで、我々は、上記の欠点をほぼ解決することが可能なナノレベルで反応場を制御して逆反応を極限まで抑制し、かつ硫黄カチオンをドープした可視光応答型鉄ナノ粒子担持二酸化チタンニ酸化チタンナノチューブの開発に世界で初めて成功した。2.分子認識能を有する二酸化チタン光触媒の開発防汚、殺菌などの応用製品に利用される二酸化チタンは紫外光下で高い酸化能力を発現し、ほとんどの有機物を分解するため酸化力を分散し目的物質へ投入される酸化力が低下する。また、このとき触媒表面は超親水性の傾向し、疎水性物質との親和性は急速に低下し、触媒活性の著しい低下をもたらす。このような問題を解決するために4級アンモニウム誘導体(カチオン性)官能基を有する二酸化チタン粒子表面を修飾し、表面修飾官能基の特性に伴うナノ反応場の構築を検討した。また、酸化チタン光触媒ナノ粒子上に反応物質の3次元構造を認識する反応場を有する3次元構造認識能を有する光触媒の開発に成功した。表面修飾に関しては、カチオン性官能基を表面修飾することで、アニオン性官能基を有する基質を選択的に分解し、カチオン性の官能基を有する基質に対しては、ほとんど分解活性を示さなかった。3次元反応場を構築した酸化チタン光触媒は、鋳型分子のナフタレン誘導体にのみ高い分解活性を示し、より大きい分子でも小さい分子でも分解活性が大きく低下することが明らかになった。

1.通过铁处理纳米反应场控制的硫掺杂二氧化钛纳米管提高催化活性用于防污、防雾等功能的应用产品的二氧化钛光催化剂仅在紫外光下表现出催化活性，因此，为了扩大其催化活性。适用范围到室内区域，必须增加对室内光的活性，其中可见光是主要成分。近年来，氮掺杂可见光响应型氧化钛光催化剂已开始商品化，但其催化活性还不能说足够。因此，我们将反应场控制在纳米水平，几乎可以消除上述弊端，最大限度地抑制逆反应，并研制出负载有硫阳离子的可见光响应铁纳米粒子的二氧化钛，全球首创成功。钛纳米管的开发。 2、开发具有分子识别能力的二氧化钛光催化剂用于防污、杀菌等应用产品的二氧化钛，在紫外线下表现出高氧化能力，分散氧化力，分解大部分有机物质。目标物质减少。此外，此时催化剂表面趋于超亲水，与疏水性物质的亲和力迅速降低，导致催化活性显着下降。为了解决这些问题，我们用季铵衍生物（阳离子）官能团对二氧化钛颗粒进行表面修饰，并根据表面修饰官能团的特性研究了纳米反应场的构建。此外，我们还成功开发出具有三维结构识别能力的光催化剂，其在氧化钛光催化剂纳米颗粒上具有识别反应物三维结构的反应场。在表面改性方面，通过用阳离子官能团对表面进行改性，可以选择性地分解带有阴离子官能团的基材，而对带有阳离子官能团的基材几乎没有分解活性。结果表明，具有三维反应场的二氧化钛光催化剂仅对模板分子的萘衍生物表现出较高的分解活性，并且对于较大和较小的分子，分解活性均显着降低。

项目成果

期刊论文数量（22）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Photocatalytic partial oxidation of methylpyridine on TiO_2 particles under an anaerobic condition

厌氧条件下TiO_2颗粒上甲基吡啶的光催化部分氧化

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
J.Appl.Electrochem 35
影响因子：
0
作者：
Onoda Akira;Arai Nozomi;Shimazu Naoto;Yamamoto H.Yamamura Takeshi;竹下寛他;横野照尚他
通讯作者：
横野照尚他

未来材料

DOI：
发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
0
作者：
Swanson;Paul L.;平地健吾;James W.Heisig;山本勉;井上厚史;鎌田東二;師尾　晶子;清水哲郎;藤本ゆかり
通讯作者：
藤本ゆかり

Is methylene blue an appropriate substrate for a photocatalytic activity test? A study with visible-light responsive titania

DOI：
10.1016/j.cplett.2006.08.081
发表时间：
2006-10-05
期刊：
CHEMICAL PHYSICS LETTERS
影响因子：
2.8
作者：
Yan, Xiaoli;Ohno, Teruhisa;Ohtani, Bunsho
通讯作者：
Ohtani, Bunsho

Preparation of S-doped TiO_2 and its sensitization

S掺杂TiO_2的制备及其敏化

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Electrochemistry 73
影响因子：
0
作者：
Onoda Akira;Arai Nozomi;Shimazu Naoto;Yamamoto H.Yamamura Takeshi;竹下寛他;横野照尚他;高原美子他;Revathi Bacsa et al.;Kristof Demeestere et al.;横野照尚他;横野照尚他;横野照尚他
通讯作者：
横野照尚他

Photochemistry and photocuring properties of thiol-substituted alpha-aminoalkylphenone as radical photoinitiator

硫醇取代的α-氨基烷基苯酮作为自由基光引发剂的光化学和光固化性能

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
J.Pol.Sci.PART B-POLYMER PHYSICS 245
影响因子：
0
作者：
Onoda Akira;Arai Nozomi;Shimazu Naoto;Yamamoto H.Yamamura Takeshi;竹下寛他;横野照尚他;高原美子他;Revathi Bacsa et al.;Kristof Demeestere et al.;横野照尚他;横野照尚他;横野照尚他;倉久稔他
通讯作者：
倉久稔他