信州大学

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【講演会のお知らせ】NaTaO3光触媒による水全分解反応:どうしてそんなに活性が高いのか

2019.10.03

神戸大学の大西洋教授をお招きして講演会を行います。


学生向けの内容ですので,どなたでもご参加いただけます。
講演は日本語ベース,スライドなどは英語です。多くの方のご参加をお待ちしております。


 日時:2019年10月18日(金)午前11:00~12:00
 場所:信州大学 長野(工学)キャンパス 国際科学イノベーションセンター #411 セミナールーム
 講演タイトル:NaTaO3光触媒による水全分解反応:どうしてそんなに活性が高いのか
       (Sodium Tantalate Photocatalysts Doped with Metal Cations
       : Why So Active for Water Splitting?)


講演内容:世界最高レベルの量子収率で水を水素と酸素に全分解するタンタル酸ナトリウム(NaTaO3)光触媒を対象に、金属カチオンドーピングが量子効率を向上させるしくみを研究した。ドーピングしたアルカリ土類金属カチオン(Sr2+など)がペロブスカイト型結晶格子のAサイト(Na+カチオン)とBサイト(Ta5+カチオン)を同時置換してSr(Sr1/2Ta2/3)O-NaTaO3のような固溶体を生成する。さらに微粒子表面でドーピング濃度が上昇する濃度傾斜が自然発生して、伝導帯にエネルギー傾斜をつくり、光励起した電子と正孔を空間的に分離することが、量子収率の鍵となることを提案した。

(Sodium tantalate (NaTaO3) is the first semiconductor photocatalyst which produces hydrogen-oxygen mixed bubbles in the overall water splitting reaction, when properly doped with metal cations. This research project has been organized to answer the question of why doping with metal cations raised the quantum efficiency of the reaction. In-depth studies focused on Sr cation doping revealed that the electron-hole recombination rate was reduced when Ta cations were exchanged with Sr cations. Sodium cations were simultaneously exchanged to balance the cationic and anionic charges to form NaTaO3-Sr(Sr1/3Ta2/3)O3 solid solution. In addition, the intra-particle distribution of Sr cations played an essential role. Strontium cations segregated to produce graded composition from the Sr-rich surface to the Sr-poor core. The bottom of the conduction band lifted up at the Sr-rich surface, and the excited electrons were driven to the Sr-poor core leaving holes at the surface.)


大西洋(オオニシ ヒロシ)教授 (神戸大学)について:
  http://www.chem.sci.kobe-u.ac.jp/staff/Onishi/
  http://www.edu.kobe-u.ac.jp/sci-onishi/