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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01F00303/
• 关键词: 導電性ダイヤモンド; ダイヤモンド電極; 光機能材料; 有機化合物分解; P型半導体; 導電性ダイヤモンド; ダイヤモンド電極; 光機能材料; 有機化合物分解; P型半導体

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，许多研究人员研究了使用光激发的半导体表面的有机化合物的分解反应，并已成为讨论的话题。导电钻石是可以有效分解有机物的电极，而无需氧产生反应的潜力。此外，可以通过控制掺杂量来控制半导体特性。这项研究的目的是利用此功能来开发具有高分解效率的光功能材料。今年，我们对半导体和导电钻石电极中有机物的分解反应进行了详细研究。在使用导电钻石电极分解有机物时，靶物质是苯胺和氯苯酚，使用电极电解反应。测量了应用电压对时间的依赖性。该结果表明，除了电极界面处的直接电解反应外，使用在电极表面上产生的OH自由基作为钻石电极上的介体，这些物质在钻石电极上的电解反应速率要比现有的玻璃碳电极和铂金电极和甲状腺电极完全脱离了8个小时的速度要快得多。假定钻石电极是一种有效的电极材料，用于污染这些有机物作为杂质。此外，基于在导电钻石电极中获得的分解反应的特异性，我们试图在P型半导体钻石电极中氧化分解有机物。在这种情况下，我们执行了在P型半导体界面上发生的反应。原位，我们试图使用光谱技术和电化学技术来阐明反应途径。此外，我们开始研究钻石电极在光学激发中的应用，利用半导体电极对光激发的特征响应能力。