フラックス法が創るデザイン化光触媒結晶 〜光触媒結晶・薄膜の 品質化

フラックス法が創るデザイン化光触媒結晶
〜光触媒結晶・薄膜の⾼品質化と形態制御〜
信州⼤学⼯学部物質化学科 ⼿嶋・是津研究室 http://www.kankyo.shinshu-u.ac.jp/~teshimalab
フラックス法
結晶学的視点から⾒た光触媒
溶液
g
⽋陥準位
性能決定の要因
格⼦⽋陥
触媒活性⾯
⽐表⾯積
結晶形状
界⾯接合性(薄膜の場合)
特⻑
⾼品質化
形状制御
サイズ制御
⾯発達
結晶⽅位制御
フラックスコーティング法
①原料・フラックス
コート
②加熱・薄膜形成
基板
結晶の性質が光触媒性能を決定
特⻑
良界⾯接合
緻密化
結晶・薄膜の⾼度デザイン化が可能
結晶形態
⾼品質結晶
晶相(結晶形状)・晶癖(結晶発達⾯)制御
結晶性向上
BaTaO2N
200 nm
10 nm
KNb3O8
光触媒⽔分解に⾼活性な結晶表⾯探索と最適デザイン
助触媒担持に適した結晶デザイン
Ba5Nb4O15
Ba5Nb4O15
1 μm
5 mm
結晶薄膜
規則的な原⼦配列と低格⼦⽋陥
光触媒薄膜電極
NaTaO3/Ta
10 μm
2 μm
不定形:酸素&⽔素⽣成
サイトが接近⇒逆反応促進
板状:酸素&⽔素⽣成
サイトを空間的に分離
Ta3N5/Ta
5 mm
結晶サイズ制御
200 nm
K4Nb6O17
K4Nb6O17
1 µm
Na
2 mm
広範囲なサイズ⾃在制御
500 nm
Ta
500 nm
O
500 nm
500 nm
緻密・良界⾯接合の光電極
2 μm