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J-GLOBAL ID：201802241748279892   整理番号：18A0864009

CuxO電子移動助剤およびTiO2価電子バンドエッジ制御による相乗効果駆動可視光光触媒【JST・京大機械翻訳】

Synergic effects of CuxO electron transfer co-catalyst and valence band edge control over TiO2 for efficient visible-light photocatalysis

著者 (5件)： Kong Lina (天津理工大学材料科学与工程学院, 材料物理研究所, 顕示材料与光電器件教育部重点実験室,天津市光電顕示材料与器件重点実験室, 天津300191) ,  Zhang Xintong (東北師范大学物理学院, 先進光電子功能材料研究中心, 紫外光発射材料与技術教育部重点実験室, 吉林長春130024) ,  Wang Zhanghua (東北師范大学物理学院, 先進光電子功能材料研究中心, 紫外光発射材料与技術教育部重点実験室, 吉林長春130024) ,  Wan Fangxu (東北師范大学物理学院, 先進光電子功能材料研究中心, 紫外光発射材料与技術教育部重点実験室, 吉林長春130024) ,  Li Lan (天津理工大学材料科学与工程学院, 材料物理研究所, 顕示材料与光電器件教育部重点実験室,天津市光電顕示材料与器件重点実験室, 天津300191)
資料名： Cuihua Xuebao  (Cuihua Xuebao)
巻： 38  号： 12  ページ： 2120-2131  発行年： 2017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： 中国語 (ZH)

抄録/ポイント： TiO2ベース光触媒の実用化への鍵は,電荷の分離と可視光領域の拡張である。光生成電荷の分離の促進,ドーピングによるエネルギーバンドのドーピング,可視光吸収の向上は,高性能光触媒の2つの重要な方法である。多くの助剤の中で,安価で,無毒で触媒性能の優れた遷移金属酸化物(例えばCo-,Ni-,Cu-とFe-酸化物)助剤が,光触媒分解汚染物,水分解,CO2還元などの分野で特に注目されている。酸素欠陥は酸化物の固有の欠陥として、TiO2のエネルギーバンド制御を実現し、可視光吸収性能を向上させることができる。その中、よく見られる低酸素欠陥は伝導帯辺の調節により可視光吸収範囲を広げるが、その光生電子還元能力が低下する。TiO2価電子帯の正孔が十分な酸化能力を有するため、本論文では、TiO2に酸素欠陥の調節価電子帯辺及び電子転移助触媒の担持経路を導入することで、高効率の可視光応答型光触媒を開発したので、報告する。・・・.この報告では、高能率の可視光応答型の光触媒を開発・開発することに当たって、当面はTiO2の中の酸素欠陥の調節価電子帯辺の導入と電子の移動助触媒の担持の方法の研究を通じて、高効率の可視光応答型光触媒を開発できる。CuxO担持TiO2ミクロスフェアを,超音波噴霧熱分解と湿潤化学含浸によって調製した。走査電子顕微鏡(SEM),透過型電子顕微鏡(TEM),N2吸着-脱着等温曲線,X線回折(XRD),X線光電子分光法(XPS),紫外可視拡散反射スペクトル(UV-Vis-DRS)などを用いて,CuxO担持TiO2ミクロスフェアは,TiO2ミクロスフェアよりも大きな格子パラメータを持ち,そして,酸素富化欠陥の存在,UV-Vis-DRSおよびXPSスペクトルにより,TiO2価電子バンドは,高酸素欠陥の存在,および,TiO2価電子バンドの上向き移動の結果,高酸素欠陥の存在,および,可視光吸収特性の改善の結果,TiO2ミクロスフェアの構造的特徴およびスペクトル吸収特性の双方を,確認した。ルミノール化学発光(CL)探針実験は、表面負荷のCuxO助剤が表面吸着酸素を活性酸素種(O2・-とH2O2)に高効率に還元し、光生電子利用率を高めることを証明した。その結果,CuxO担持TiO2ミクロスフェアは,酸素富化TiO2,非酸素富化TiO2及びCuxO-TiO2のそれぞれ8.6,13.0及び11.0倍の高い可視光光触媒分解速度を示した。さらに,CuxO担持TiO2ミクロスフェアは,可視光下でのアセトアルデヒド分解の5回のサイクル実験において,CuxO担持TiO2ミクロスフェアの光触媒活性は,模擬太陽光およびUV照射下で,それぞれ4.6倍および2.7倍増加し,そして,CuxO担持TiO2ミクロスフェアの光触媒活性は,酸素富化欠陥およびCuxO電子移動助触媒の相乗効果に起因した。その中、酸素富化欠陥はTiO2価電子バンド端を上方移動させ、可視光吸収範囲を広げ、CuxO電子移動助剤が界面電荷移動と多電子酸素還元過程を導入し、光生電子利用率を加速させ、光生成電荷分離を促進する。この戦略は他の高効率ヘテロ接合光触媒の開発にも参考となる。Data from Wanfang. Translated by JST【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 透過型電子顕微鏡 ,  紫外線照射 ,  ミクロスフェア ,  X線回折 ,  *光触媒 ,  酸素 ,  走査電子顕微鏡 ,  *電子移動 ,  触媒活性 ,  *可視光 ,  吸着 ,  *価電子バンド ,  ドーピング ,  正孔
準シソーラス用語： 酸素欠陥 , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (5件)： Visible light photocatalysis ,  TiO2 ,  CuxO cocatalyst ,  Oxygen-excess defect ,  Porous microsphere

分類 (2件)： 光化学一般  (CB08010U) ,  塩基,金属酸化物  (CD01030Z)

タイトルに関連する用語 (8件)： 電子移動 ,  助剤 ,  TiO2 ,  価電子バンド ,  エッジ ,  相乗効果 ,  可視光 ,  光触媒