スピノーダル相分離構造を有する湿式太陽電池用チタニア薄膜電極の作製

旋节线相分离结构湿式太阳能电池二氧化钛薄膜电极的制备

• 批准号: 04F04651
• 负责人: 横尾 俊信
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04F04651/
• 关键词: TiO2; 光重合誘起相分離; 自己組織化; 光触媒; グレーティング

本研究では、TiO2ゾルとモノマーの共存した薄膜を作製し、紫外線の照射により光重合誘起相分離(PIPS)が生じ、自己組織的にTiO2薄膜を作製した。出発原料としてチタンイソプロポキシド(Ti(OC_3H^i_7)_4)、アクリルアミド、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート(PM)、ジメチルホルムアミド、エタノール、硝酸を用いた。ディップコーティング法により薄膜を作製し、高圧水銀ランプ(λ=350nm^〜450nm,30mw/cm^2)と低圧水銀ランプ(λ=256nm,0.19mw/cm^2)を照射することにより、光重合誘起相分離によるTiO2-ポリマー共存膜を得た。得られた膜を500℃で熱処理した。TiO2のゲル化が相分離よりも遅い場合に、相分離由来の構造が現れることがわかった。ゲル化を支配する溶媒の蒸発を抑制すると、相分離由来の構造が得られる。PVPを用いることにより、蒸発速度を抑えることができ、膜構造を制御することに成功した。アクリルアミドを出発原料として用いた場合、2次元的なスピノーダル相分離構造が得られることがわかった。SEM観察によりドメインサイズは7μm、AFM観察により360nmの空孔が存在することがわかった。一方、PMを出発原料として用いた場合、3次元的な相分離構造が得られることがわかった。これらの構造は比表面積が大きいことから、光触媒への応用が期待され、現在検討を始めている。

在本研究中，我们制备了TiO2溶胶和单体共存的薄膜，在紫外线照射下发生光聚合诱导相分离（PIPS），并以自组织方式制备了TiO2薄膜。使用异丙醇钛(Ti(OC_3H 1_7)_4 )、丙烯酰胺、二季戊四醇五丙烯酸酯(PM)、二甲基甲酰胺、乙醇和硝酸作为起始材料。采用浸涂法制备薄膜，用高压汞灯（λ=350nm^~450nm，30mw/cm^2）和低压汞灯（λ=256nm）照射进行光聚合。 ，0.19mw/cm^2）通过诱导相分离得到TiO2-聚合物共存膜。将得到的膜在500℃下进行热处理。研究发现，当 TiO2 凝胶化速度慢于相分离速度时，就会出现相分离结构。通过抑制控制凝胶化的溶剂的蒸发，可以获得源自相分离的结构。通过使用 PVP，我们能够抑制蒸发速率并成功控制薄膜结构。发现当使用丙烯酰胺作为起始材料时可以获得二维旋节线相分离结构。 SEM观察显示区域尺寸为7μm，AFM观察显示存在360nm的孔。另一方面，发现当使用PM作为起始材料时可以获得三维相分离结构。由于这些结构具有较大的比表面积，因此有望应用于光催化剂，目前研究正在进行中。