可視光で駆動する水分解用ヘテロ構造Ｃｕ２Ｏ／Ａｕ／ＷＯ３光触媒の創製

可见光驱动的水分解异质结构 Cu2O/Au/WO3 光催化剂的制备

基本信息

批准号：
18F18031
负责人：
寺西利治
金额：
$ 1.41万
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：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-10-12 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18F18031/
关键词：
ナノ材料金属酸化物ヘテロ構造水分解光触媒

项目摘要

近年、ナローバンドギャップをもつ光触媒が開発されており、ドープ金属酸化物（TiO2:Rh、約600nmに吸収端）、ペロブスカイト型ドープ金属酸化物（SrTiO3:Rh（0.5％）、約500nmに吸収端）、固溶体光触媒（GaN:ZnO、約550nmに吸収端）などがある。これらの光触媒の欠点は、（1）可視光の一部しか吸収しないこと、（2）ドーパントが光触媒中で電子－正孔再結合中心となり、エネルギー変換効率が低下すること、（3）ペロブスカイト金属酸化物および固溶体光触媒の合成に多くのエネルギーを消費することである。本研究では、光触媒としてCu2OおよびWO3半導体を用い、助触媒ナノ粒子および電子移動媒体を組み込んだ可視光応答Zスキーム光触媒システムを構築することを目的とする。本年度は、昨年度Cu2Oナノ粒子から合成することに成功した中空状CuInS2ナノ粒子と酸素生成光触媒ナノ粒子とのヘテロ接合に取り組んだ。酸素生成触媒のBiVO4ナノ粒子を、中空状CuInS2ナノ粒子のサイズに合うよう合成した（サイズ：~120 nm、厚さ：40 nm）。助触媒としての2 wt％Co3O4を担持したBiVO4ナノ粒子の酸素生成触媒活性は2106 μmol・g-1・h-1となり、他の報告と比較しても優れた活性を有していることが分かった。以上より、酸化還元媒体であるAuナノ粒子を介した一粒子Zスキーム光触媒の構築が現実的なものとなった。現在、CuInS2ナノケージの合成と高活性水還元触媒特性、ならびに、Pt担持CuInS2ナノケージ/Au/Co3O4担持BiVO4光触媒構築に関する論文投稿の準備をしている。

近年来，已经开发出具有狭窄带隙的光催化剂。这些光催化剂的缺点仅为（1）可见光的一部分，（2）掺杂剂是光催化剂中的电子孔，并且能量转换效率降低，并且（3）Pelob Scite Metal IT消耗氧化物和固体溶剂光催化剂的合成中的大量能量。在这项研究中，目的是建立一个可见的光响应Z光学催化剂系统，该系统使用Cu2O和WO3半导体作为光催化剂融合了辅助纳米粒子和电子传输培养基。在这个财政年度，我们与去年从Cu2O纳米颗粒合成的空心Cuins2纳米颗粒进行了杂化，并从事氧气产生的光催化纳米颗粒。氧生成的催化剂BIVO4纳米颗粒合成以匹配空心Cuins2纳米颗粒的大小（尺寸：〜120 nm，厚度：40 nm）。氧气产生的BIVO4纳米颗粒的催化剂活性是2106μmol，G-1和H-1，与其他报告相比，它具有2106μmol，G-1和H-1。从上面，通过氧化介质的Au纳米颗粒的单个粒子Z方案光催化剂的构建变得现实。目前，我们正在准备发布有关Cuins2纳米的合成和高度活跃的还原催化剂特征的论文，以及PT的Cuins2 Nanoke/AU/CO3O4 BIVO4光催化结构。