微粒子膜を鋳型とする3次元構造体とその光界面反応

以微粒薄膜为模板的三维结构及其光学界面反应

基本信息

批准号：
10126210
负责人：
藤嶋昭
金额：
$ 1.34万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

酸化チタンを用いた光触媒は、環境浄化への実用段階に入ってきているが、まだ解明されていない光触媒反応の詳細なメカニズムを、特に酸化チタンの表面上のナノスケールの反応を明確化することは急務であり、それにより光触媒能がもっと効率よく働く構造が創成出来ると考え、さらにこの膜をどのように作り上げいくかという技術的問題もあった。そこで、本研究は、光触媒として注目されている酸化チタンを用いた3次元構造体を作製し、その光界面反応を利用して、微小空間が触媒反応とどのような働きをするか、またどのような応用が出来るのかを検討し、研究を遂行してきた。具体的には、高分子微粒子もしくは無機微粒子を用いて移流集積法によって、規則構造を有する膜を作製した。その膜を鋳型として酸化チタンを焼成し、目的の3次元構造体を得た。この構造体のサイズはサブミクロンからナノメートルを目標として、微小空間のマイクロケミストリーの場として応用することができた。以下に研究成果を述べる。1. 高分子微粒子また無機微粒子を鋳型とする酸化チタン光触媒薄膜の作製数十ナノから光波長である数百ナノメートルのオーダーでの3次元構造体を作製することが出来、作製した薄膜の微細構造パターンを変化させ、多様性のある膜を検討してきた。さらに、その触媒効率を検討し、他の膜との比較をすることにより、作製した膜の有効性を見いだした。2. 界面反応の検討マイクロケミストリーの場として、様々な化学反応を酸化チタンポッケトセル内で行い、微小空間内での拡散律速などの問題で左右されていた反応中間物質の発生効率変化を検討し、研究を重ねてきた。さらに酸化チタンポケットセル内での分解反応、合成反応の研究を行うとともに、単一セル内での反応過程を検討してきたが、ほぼ初期の目的を達成することができた。

使用二氧化钛的光催化剂已进入环境净化的实用阶段，但光催化反应的详细机理尚未阐明，特别是二氧化钛表面的纳米级反应亟待阐明。为了创建一种结构，使光催化功能能够更有效地发挥作用，并且还存在如何创建这种薄膜的技术问题。因此，在本研究中，我们利用作为光催化剂而受到关注的氧化钛创建了三维结构，并利用其光学界面反应来研究微空间如何与催化反应相互作用，以及我们一直在进行研究和思考。可以提出此类申请。具体地，使用聚合物颗粒或无机颗粒通过平流累积法制造具有规则结构的膜。使用薄膜作为模板，烧制氧化钛以获得所需的三维结构。该结构的尺寸目标是从亚微米到纳米，可以作为小空间微化学领域的应用。研究结果如下所述。 1、以聚合物颗粒或无机颗粒为模板制备二氧化钛光催化薄膜可以制作几十纳米到几百纳米量级的三维结构，这是光的波长，其细度是我们通过改变结构模式研究了多种膜。此外，通过检查催化效率并将其与其他膜进行比较，我们发现了所制造的膜的有效性。 2. 界面反应的检查在作为微化学场所的氧化钛袋式电池中进行各种化学反应，并研究了受微观空间中扩散速率限制等问题影响的反应中间体的生成效率的变化。进行了广泛的研究。此外，我们一直在研究氧化钛袖珍电池内的分解和合成反应，以及检查单个电池内的反应过程，并且已经能够实现我们的大部分最初目标。