酸化チタンと共役ポリマーとのハイブリッドナノ構造複合体に関する研究

二氧化钛与共轭聚合物杂化纳米结构复合材料的研究

基本信息

批准号：
08F08504
负责人：
藤嶋昭
金额：
$ 1.02万
依托单位：
Kanagawa Academy of Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、酸化チタン光触媒の高性能化と可視光応答化を目的としている。合成戦略としては、酸化チタン表面に高分子やカーボンを固定化してナノ構造複合体を形成させ、酸化還元電位の制御を行う。ここでは、エレクトロスピニング法によって作製した酸化チタンナノファイバーを用いることで、材料の高比表面積化をねらう。当該年度の研究成果は主に以下の2点である。(1)酸化チタン-カーボンナノ構造複合体の合成と機能評価酸化チタンナノファイバー表面を親水化し、有機アルキル鎖シランカップリング剤を反応させることで、酸化チタン-カーボンナノ構造複合体を得た。カーボンおよび酸化チタンの複合体形成は、X線光電子分光測定によって確認した。さらに、光触媒活性は酸化チタンナノファイバーのみの場合より高くなり、かつ可視光に応答した。(2)酸化チタン-導電性ポリマーナノ構造複合体の合成と機能評価酸化チタンナノファイバー上でアニリンの酸化重合を行い、酸化チタン-ポリアニリンナノ構造複合体を得た。走査電子顕微鏡による観察の結果、酸化チタンナノファイバーの直径は複合体形成によって倍程度になっていた。酸化チタンの重量パーセント濃度が30%のとき、光触媒反応によるメチルオレンジの酸化分解速度は最大となった。以上の研究成果は後述する1件の学会発表として報告済みである。本研究で用いた手法は、比較的容易に光触媒の高性能化を達成できるため、新奇機能性材料としての応用が期待される。

本研究旨在提高二氧化钛光催化剂的性能，使其对可见光做出响应。合成策略包括将聚合物和碳固定在二氧化钛表面以形成纳米结构复合材料并控制氧化还原电位。在这里，我们的目标是通过使用静电纺丝生产的二氧化钛纳米纤维来增加材料的比表面积。今年的研究成果主要有以下两点。 (1)氧化钛-碳纳米结构复合材料的合成和功能评价通过使氧化钛纳米纤维表面亲水并与有机烷基链硅烷偶联剂反应，得到氧化钛-碳纳米结构复合材料。通过X射线光电子能谱证实了碳和氧化钛之间复合物的形成。此外，光催化活性比单独的氧化钛纳米纤维更高，并且对可见光有响应。 (2)二氧化钛-导电聚合物纳米结构复合材料的合成及功能评价通过苯胺在二氧化钛纳米纤维上的氧化聚合得到二氧化钛-聚苯胺纳米结构复合材料。使用扫描电子显微镜观察的结果，氧化钛纳米纤维的直径由于复合化而大约变为2倍。当二氧化钛的重量百分比浓度为30%时，光催化反应对甲基橙的氧化分解率最大。上述研究成果已经作为学术会议报告进行了报道，稍后将进行介绍。由于本研究中使用的方法可以相对容易地提高光催化剂的性能，因此有望作为新型功能材料应用。