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J-GLOBAL ID：201602277915533541   整理番号：16A0786654

二酸化チタンナノ材料の不均一触媒の本質と表面改質【JST・京大機械翻訳】

Photocatalysis fundamentals and surface modification of TiO_2 nanomaterials

著者 (6件)： Wen Jiuqing (College of Materials and Energy, South China Agricultural University) ,  Li Xin (College of Materials and Energy, South China Agricultural University) ,  Liu Wei (College of Materials and Energy, South China Agricultural University) ,  Fang Yueping (College of Materials and Energy, South China Agricultural University) ,  Xie Jun (College of Materials and Energy, South China Agricultural University) ,  Xu Yuehua (College of Materials and Energy, South China Agricultural University)
資料名： Cuihua Xuebao  (Cuihua Xuebao)
巻： 36  号： 12  ページ： 2049-2070  発行年： 2015年 
JST資料番号： B0927B  ISSN： 0253-9837  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 中国 (CHN)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 不均一触媒過程は多相多スケール系で発生する光照射の作用下での1つの複雑な触媒過程を指し,最も環境汚染とエネルギー不足の問題を解決するポテンシャルのある緑色および再生可能な技術の一つに考えられている。現在では,すでに報告した各種不均一触媒において,TIO_2のナノ材料は,実証された最も広く、最も良い光触媒効果は触媒の応用であり,現在、国際と環境材料などのエネルギー分野の研究の最前線とホットスポットである。高性能TIO_2の光触媒材料の設計及び修飾はずっとこの分野の難点であり,その鍵となる問題は主にである:どのようにTIO_2の表面増強光触媒量子効率、光生成キャリア分離を促進するとその可視光応答範囲を拡張する。すでに多くのTIO_2光触媒に関する総説があるにもかかわらず,各種修飾戦略と光触媒の分子機構の間の関係に対して,総説はほとんどが高性能TIO_2の調製および改質各種戦略の研究に集中しているために少ないと述べる。このため,本論文はTIO_2ナノ材料の不均一触媒の本質を深く分析し,種々の表面改質戦略をまとめた。熱力学的観点から解明するTIO_2の熱力学をまずエネルギー確保できるその各種の典型的な光触媒反応(光触媒分解及び光分解、CO_2還元水を含む)を実現する帯,その幅広い応用の実現可能性を実証した。次に,TIO_2の光生成キャリアの動力学の基礎について総括を行い,迅速確認広生キャリア複合や遅い表面化学反応の動力学はその光触媒活性を向上させるためのキー制約因子への制約である。ここでは同時に,重要な表面、超強酸超親水性TIO_2ナノ材料の表面ゼータ点位の、光触媒の調製(表面ヒドロキシル基置換)などの化学的性質についても詳細に述べた。ことができる予備的に次の結論を得た:表面改質は,高性能TIO_2光触媒材料をの重中の重設計であり,各種修飾戦略の6つの側面に濃縮:を,納米助触媒担持は,利用可能な比表面剤を増やしてと表面ドープ増感では,表面ヘテロ接合を構築し,表面フッ素効果を利用して高活性結晶面など曝露した。明らかに,ドープ表面と増感がTIO_2ナノ材料のバンドギャップの幅を減少することを,それは大幅にその可視光吸収の範囲および光触媒効率を広げる。に緊密な表面ヘテロ構造を構築する接合界面を作成できるし,電場,光生成電荷分離効率を促進できるだけでなく,また界面電荷移動効率を効果的に高めることができる,ヘテロ接合の光触媒効率を最終的に実現した。納米助触媒担持と大幅に加速できる反速度表面化学,光生成キャリアの表面再結合が低下し,その利用率が増加している,そして,望ましくない表面の逆反応を減少させる可能性がある,従って,光触媒活性の向上を実現した。利用できる比表面剤を増加させ,光触媒と吸着質との間の有効接触面積が効果的に向上することが見込まれるが,キャリアの伝送距離および複数回の反射と屈折,光エネルギーの利用率を上げることによって,TIOが全方位的に従って向上する_2ナノ材料の光触媒活性を短縮した。TIO_2ナノ材料の表面フッ素化を行い,光生成ヒドロキシルラジカルの速度および濃度を増加する,そしてTIO_2の表面酸塩基性を調節することによってによってその光触媒選択性の制御ができること,従って,効率的な高選択的光触媒を実現した最後に,光触媒効率を得ることができるTIO_2ナノ材料の高活性結晶面曝露により,光生成キャリア分離、ヒドロキシ吸着性能やラジカル生成速度増加がをも促進した。また,これらの表面改質戦略の相乗効果は依然比較的に見通しの改質TIO_2光触媒技術がある,であり,更なる研究に値する。同時に,今後の光触媒の分子機構探索はまだ必要であるである,その与える影響TIO_2ナノ材料の光触媒活性の向上の重要な制約因子の発見に役立つだけでなく,また,も新型の改質TIO_2光触媒技術の開発を指導できる。要するに,によってTIO_2ナノ材料に光触媒表面の化学および表面改質などの面での重要な進展を総括した。高効率のTIO_2ベースの及び非TIO_2光触媒を太陽燃料に応用する生産、環境修復の、有機合成および関連の領域(例えば太陽電池、熱催、分離および精製)など設計のために新しい構想を提供することができる。Data from the ScienceChina, LCAS.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 太陽電池 ,  ドーピング ,  光分解 ,  電荷移動 ,  可視光 ,  光触媒 ,  バンドギャップ ,  光触媒反応 ,  ヘテロ接合 ,  相乗作用 ,  *表面改質 ,  界面 ,  *ナノ材料 ,  文献展望
準シソーラス用語： *二酸化チタン , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (5件)： Titanium oxide ,  Surface chemistry ,  Surface modification ,  Surface fluorine-effects ,  Co-catalyst

分類 (4件)： 光化学一般  (CB08010U) ,  その他の触媒  (CB06123Z) ,  光化学反応  (CB08020F) ,  不均一系触媒反応  (CB06100E)

タイトルに関連する用語 (4件)： 二酸化チタン ,  ナノ材料 ,  不均一触媒 ,  表面改質