光励起下のダイヤモンド電極の特性

光激发下金刚石电极的性能

基本信息

批准号：
01F00303
负责人：
藤嶋昭
金额：
$ 0.77万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

光励起された半導体表面を用いる有機化合物の分解反応は,近年多数の研究者によって研究され,多くの議論の的になってきている.導電性ダイヤモンドは,酸素発生反応の電位が高いことから,この影響を受けるこのなしに,有機物の分解を効率良く行なえる可能性のある電極である.また,ドープ量のコントロールにより,半導体性をコントロールすることが可能である.この特徴を活かして,分解効率の高い光機能性材料の開発を行なうことが,本研究の目的である.本年度は,半導体および導電性をもつダイヤモンド電極における有機物の分解反応について詳細に検討を行なった.導電性ダイヤモンド電極を用いた有機物の分解においては,その対象物質をアニリンおよびクロロフェノールとし,電極電解反応の経時変化の印加電圧依存性を計測した.この結果から,ダイヤモンド電極上では,電極界面における直接電解反応に加えて,電極表面に生成するOHラジカルをメディエータとした酸化反応が同時に進行することが明らかになった.これらの物質のダイヤモンド電極上での電解反応速度は,既存のグラッシーカーボン電極や白金電極に比べ非常に早く,電解開始後,約8時間で完全に分解できることが明らかになった.ダイヤモンド電極は,これらの有機物を不純物として含む汚水処理に有効な電極材料であると推測される.また,導電性ダイヤモンド電極において得られた分解反応に対する特異性をもとに,p型半導体ダイヤモンド電極における有機物の酸化分解を試みた.その際,p型半導体界面で生じる反応をin situで電気化学的手法のみならず,分光学的手法を用いて反応経路の解明を試みた.さらに,半導体電極に特徴的な光励起に対する応答性を利用し,ダイヤモンド電極の光機能材料への応用の検討を開始した.

近年来，许多研究人员对利用光激发半导体表面的有机化合物的分解反应进行了研究，并成为了很多讨论的主题，它是一种能够有效分解有机物而不受此影响的电极。还可以通过控制掺杂量来控制半导体性能。本研究的目的是利用这一特性开发具有高分解效率的光功能材料。今年，我们将研究半导体和导电金刚石电极中有机物的分解反应，我们对利用有机物的分解进行了详细的研究。一种导电金刚石电极，以苯胺和氯酚为目标物质，进行电极电解反应。我们测量了随时间变化对施加电压的依赖性，从该结果可以清楚地看出，在金刚石电极上，除了电极界面处的直接电解反应之外，还利用电极表面上产生的 OH 自由基进行氧化反应。作为介体同时进行这些物质在金刚石电极上的电解反应速率比现有的玻碳电极或铂电极快得多，并且结果表明，金刚石电极可以在大约8小时内完全分解。基于分解反应的特异性，金刚石电极被认为是处理含有这些有机物质杂质的废水的有效电极材料。在p型半导体金刚石电极处分解有机物。我们尝试不仅使用电化学方法而且还使用光谱方法来阐明原位反应途径。此外，我们利用半导体电极对光激发的响应特性将金刚石电极应用于光学功能材料我们已经开始考虑以下内容。