二酸化炭素還元のための可視光応答性光触媒の開発

开发用于二氧化碳还原的可见光响应光催化剂

• 批准号: 19028060
• 负责人: 工藤 昭彦
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Tokyo University of Science
• 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: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19028060/
• 关键词: 光触媒; 二酸化炭素; 金属硫化物; ギ酸; 可視光応答

NiをドーピングしたZnS光触媒が,正孔捕捉剤存在下,可視光照射下でCO_2還元反応に活性を示す光触媒であることを初めて見いだした。NiドーピングZnS光触媒は,可視光照射下でほぼ定常的にH_2とHCOOHを生成した。一般に,光触媒反応ではPtなど助触媒が必要であるが,この反応において助触媒は不要であり,光触媒自身が活性点を有していることが特徴である。カットオフフィルターを用いたNiドーピングZnSによるHCOOH生成反応の波長依存性より,HCOOHが生成し始める波長と吸収スペクトルの立ち上がりが一致した。このことから,NiドーピングZnSによるCO_2還元反応は,Niのドナー準位から伝導帯へのエネルギーギャップ励起によって進行していることが明らかとなった。一方,(ZnGa_2S_4)-(Znln_2S_4)複合体が,正孔捕捉剤存在下,可視光照射下でのCO_2還元反応に活性な光触媒であることを初めて見いだした。主なCO_2還元生成物として,COとHCOOHの両方が得られた。CO_2還元反応の活性は用いる正孔捕捉剤の種類に大きく依存しており,NaPH_20_2を用いた場合に最も高い活性を示した。また,基盤となるZnIn_2S_4ではほとんどCO_2還元反応が進行しないが,それにGaを10%置換したZnGa_<0.2>In_<1.8><S_4>を用いた場合は,CO_2還元反応の活性が飛躍的に向上した。Znln_2S_4にGaが置換されることで,CO_2還元反応に対するドライビングフォースが増加し,活性点が形成されたため活性が飛躍的に向上したと考えられる。

我们首次发现Ni掺杂ZnS光催化剂在空穴清除剂存在和可见光照射下对CO_2还原反应具有活性。 Ni掺杂ZnS光催化剂在可见光照射下几乎不断地产生H_2和HCOOH。一般来说，光催化反应需要Pt等助催化剂，但该反应不需要助催化剂，其特点是光催化剂本身具有活性位点。从使用截止滤光片的 Ni 掺杂 ZnS 产生 HCOOH 反应的波长依赖性来看，HCOOH 开始产生的波长与吸收光谱的上升一致。这些结果表明，Ni掺杂ZnS的CO_2还原反应是通过从Ni的施主能级到导带的能隙激发进行的。另一方面，我们首次发现(ZnGa_2S_4)-(Znln_2S_4)复合材料是一种在空穴清除剂存在下可见光照射下CO_2还原反应的活性光催化剂。 CO和HCOOH都是主要的CO_2还原产物。 CO_2还原反应的活性很大程度上取决于所用空穴清除剂的类型，当使用NaPH_20_2时表现出最高的活性。另外，使用ZnIn_2S_4基体时，CO_2还原反应几乎不进行，但是当使用具有10％Ga取代的ZnGa_<0.2>In_<1.8><S_4>时，CO_2还原反应的活性显着提高。人们认为，通过用Ga取代Znln_2S_4，CO_2还原反应的驱动力增加，形成活性位点，导致活性显着提高。

项目成果

Recent progress in the development of visible light-driven powdered photocatalysts for water splitting

• DOI: 10.1016/j.ijhydene.2006.09.010
• 发表时间: 2007-09-01
• 期刊: INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY
• 影响因子: 7.2
• 作者: Kudo, Akihiko

BaLa_4Ti_4O_(15)光触媒を用いた硝酸イオンの還元反応

BaLa_4Ti_4O_(15) 光催化剂的硝酸根离子还原反应

• 发表时间: 2008
• 作者: M.;Tanaka;長野正展;長野正展;Y. Hosogi;佐々木康吉;工藤昭彦;小島有紀;岡万里絵
• 通讯作者: 岡万里絵

複合硫化物光触媒を用いた可視光照射下での二酸化炭素還元反応

复合硫化物光催化剂可见光照射下二氧化碳还原反应

• 发表时间: 2007
• 作者: T. Kiba;et. al.;Yoshitaka Hamashima;引地 史郎;藤村雄大
• 通讯作者: 藤村雄大

Effects of doping of metal cations on morphology, activity, and visible light response of photocatalysts

• DOI: 10.1016/j.chemphys.2007.07.024
• 发表时间: 2007-10-15
• 期刊: CHEMICAL PHYSICS
• 影响因子: 2.3
• 作者: Kudo, Akihiko;Niishiro, Ryo;Kato, Hideki
• 通讯作者: Kato, Hideki

水分解のための可視光応答性金属酸化物光触媒の開発

用于水分解的可见光响应金属氧化物光催化剂的开发

• 期刊: 光アライアンス (in press)
• 作者: 細木康弘