表面プラズモン共鳴を利用するナノ構造制御した可視光応答型光触媒の開発

利用表面等离子体共振开发纳米结构控制的可见光响应光催化剂

基本信息

批准号：
12F02075
负责人：
山下弘巳
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

昨今のナノテクノロジーの進展は著しく、ナノレベルで精密設計した機能性材料の開発が盛んである。自然環境の保全、再生可能エネルギーの利用、アメニティー居住環境に対するニーズや省エネルギープロセスの開発などへの社会的な関心が高まるにつれ、その重要性も益々高まっている。触媒・光触媒の分野においても、これまで困難とされてきた原子・分子と同サイズのナノレベルの視点で設計された触媒材料の開発が進められている。なかでもナノサイズで規定された骨格・細孔構造とナノ空間を有するゼオライトやメソポーラスシリカなどのナノ多孔性材料を利用した触媒材料の開発が精力的に行われている。ゼオライトやメソポーラスシリカは紫外・可視領域の光をほとんど吸収せず、光化学的に不活性な表面反応場または分子反応容器としても利用できる。本研究では、ナノサイズの細孔に、シングルサイト光触媒として中心金属が均一な構造を有し光応答性を示す金属錯体を内包または固定化した複合材料を合成した。また、ナノ多孔性材料の表面特性が光触媒活性に大きく影響を及ぼす特徴に着目し、各種の化学的手法を駆使して表面特性の任意の設計・制御を行った。具体的には、1) ナノ多孔性材料と吸着剤としてのリン酸カルシウムを複合化した光触媒の環境材料としての応用、2) ナノ細孔内への様々な触媒活性主の導入とその触媒作用、ならびに3) 多孔質材料とマイクロ波照射を利用した銀ナノ粒子触媒の機能・特性、およびナノ多孔性材料の構造・形態制御、表面修飾の影響について検討し、新規な光触媒プロセスを構築した。

纳米技术的最新进展是显着的，并且在纳米级设计的功能材料的开发是活跃的。自然环境的重要性，可再生能源的使用，生活环境的需求以及储蓄过程的发展增加，重要性也在增加。在催化剂和光催化剂的领域，正在开发从相同大小的纳米级别观点设计的催化剂材料与原子和分子相同的催化剂材料正在开发。其中，使用纳米孔子材料（例如沸石和介孔二氧化硅）的催化剂材料的开发，它们具有由纳米化指定的纳米空间和纳米孔二氧化硅。沸石和介孔二氧化硅不会吸收紫外线 /可见区域中的光，并且可用作光电下表面反应区域或分子反应容器。在这项研究中，在Nanosiz的毛孔中合成了一种金属络合物，其中金属络合物包含或固定具有均匀结构的金属络合物作为单位光学催化剂和光学响应特性。侧重于纳米多孔材料的表面特征的特征显着影响光催化活性，使用各种化学方法对表面特征进行任意设计和控制。具体而言，1）将纳米植物材料和磷酸钙与吸附剂相结合的光催化剂的环境材料，2）在纳米孔中引入各种催化剂活动家及其催化剂。使用多孔材料和微波辐照的银纳米官能催化剂的功能和特性，以及结构和形成纳米质材料的控制以及表面修饰的影响。