JP2015112501A - 可視光領域応答触媒体とこれを利用した水の分解方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の一つの特徴は、酸化チタンの主成分に、金属酸化物に金属水酸化物、金属硫酸塩、金属炭酸塩の一種又は二種以上を配合してなる助触媒を加えて可視光領域応答触媒を構成したことにある。
本発明の他の特徴は、電気伝導度の異なる材料を組み合わせてなる複合板の表面への可視光領域応答触媒の塗布にある。
金属相互の組み合わせ方法としては、金属板表面への金属メッキ、金属板相互の張り合わせ等が考えられる。
ここで、使用する水は純水、水道水、濾過した河川水及び海水、蒸留水、ミネラル水などを挙げることができ、この場合PH調整剤及び犠牲試薬などの添加物を必要とせず、また反応容器内の撹拌及び温度制御も必要としない。
特に、触媒の主成分である酸化チタンへの他元素のドーピングなどの特別な必要ではなく、且つ粉末触媒では撹拌が必須条件であるが、本発明ではその必要はない。
本発明の触媒体として、ルチル型酸化チタン(和光製)50Wt%に助触媒として株式会社和光製の四三化酸化鉄25Wt%水酸化ニッケル25Wt%を均一に機械混合して、これに2%濃度の水性アクリルビヒクルを添加して得た混合溶液を0.2mmの金属銅板に0.1mmのニッケル金属板を張り合わせた金属板に塗布したものを使用した。塗布板の面積は100cm2である。
500mlの硬質ガラスに水道水300mlを入れ、その中に調整した触媒を設置し、外部光源100W白熱灯を10cmの距離で照射した。反応系は閉鎖循環系であり、反応器内を真空にしてアルゴンガスを充填し、系内の全圧を約55torrとした。反応容器内のPHは6.3であった。温度制御は行わなかった。反応生成物はガスクロマトグラフィー及び圧力計により定性定量を行った。
反応生成ガスの生成速度は、水素:4.5l/hr・m2、酸素:2.4/hr・m2であった。生成比が2:1であり、水が完全分解していることを確認した。
実施例1の操作を、酸化チタンを除いた助触媒で行ったが、水の分解反応は進行しなかった。このことから、酸化チタンが主触媒である。白熱灯の波長範囲は可視光及び赤外領域であることから、本触媒体が可視光応答光半導体であることが明白である。
実施例1において、助触媒を四三化酸化鉄25Wt%、水酸化マグネシウム25Wt%として、同等の条件下で反応を行った。
その結果、水素:2.2l/hr・m2、酸素:1.1l/hr・m2であった。
実施例1において、金属板をCu-Tiとして、同等の条件下で反応を行った。
その結果、水素:2.1l/hr・m2、酸素:1.1l/hr・m2であった。
実施例1において、金属板をCu-Zrとして、同等の条件下で反応を行った。
その結果、水素:1.4l/hr・m2、酸素:0.7l/hr・m2であった。
実施例1において、助触媒を四三化酸化鉄25Wt%、硫酸バリウム25Wt%として、同等の条件下で反応を行った。
その結果、水素:2.2l/hr・m2、酸素:1.1l/hr・m2であった。
実施例1において、助触媒を硫酸バリウム20Wt%、酸化水酸化鉄15Wt%、水酸化ニッケル15Wt%として、同じ条件下で反応を行った。
その結果、水素:2.4l/hr・m2、酸素:1.2l/hr・m2であった。
実施例1において、金属板Ni-Tiを使用して反応を行った。
その結果、水素:1.5l/hr・m2、酸素:0.75l/hr・m2であった。
実施例1において、助触媒を四三化酸化鉄20Wt%、硫酸バリウム5Wt%、水酸化ランタン25Wt%として反応を行った。
その結果、水素:2.0l/hr・m2、酸素:1.0l/hr・m2であった。
実施例1において、反応温度を50℃以下に制御して240時間反応を行った。
その結果、水素:2.0l/hr・m2、酸素:1.1l/hr・m2であった。
実施例1において、主触媒ルチル型チタン酸化ジルコンの代わりに、アナターゼ型酸化チタン(和光製)を用いて反応を行った。
その結果、水素:2.0l/hr・m2、酸素:1.0l/hr・m2であった。
実施例1において、主触媒としてアナターゼ型酸化チタンを用い、助触媒として25Wt%酸化鉄、水酸化ニッケル25Wt%を用いて反応を行った。
その結果、水素:2.6l/hr・m2、酸素:1.2l/hr・m2であった。
実施例1において、光源AM1.5を使用して反応を行った。
その結果、水素:2.8l/hr・m2、酸素:1.4l/hr・m2であった。
実施例1において、触媒主成分としてアナターゼ型酸化チタンを用いて、光源AM1.5で光触媒を行った。
その結果、水素:2.6l/hr・m2、酸素:1.3l/hr・m2であった。
水の閉回路光分解を行った。1mol/1NNaOH溶液に実施例1の塗装酸化チタン板を入れ、一方1mol/1H2SO4溶液にPt電極を設置し、寒天2g+NaCl40g/100mlH2Oの塩橋を用いた閉回路光分解装置で反応を行った。その結果、水素:2.4l/hr・m2、酸素:1.2l/hr・m2であった。
ルチル型TiO2:50Wt%、Ni(OH)2 :25Wt%、Cu(OH)2:20Wt%、BaSO4:5Wt%を水性アクリルビヒクルに分散させ、0.3mmCuに約0.2ミクロンの膜厚にNiをメッキした複合板に塗布した触媒体を純水300mlを入れた500ml硬質ガラス容器に設置して100Wの白熱灯を照射した。触媒体面積は50cm2 照射距離は5cmとした。発生したガスを水上置換してガス発生量を測定した。ガスの組成をガスクロマトグラフで確認した。水上置換で得られたガスの量は2.0L/hr、ガス成分は水素64Vol%、酸素35Vol%であった。
実施例16で光源を100W赤色光源を用い、水の分解反応を行った。
得られたガスの量は0;1L/hr、ガスの成分構成は水素66Vol%、酸素33Vol%であった。この結果は本触媒体が800nmの波長領域でも水の分解が可能であることを示している。
実施例1の触媒体を用いて、100ppmのメチレンブルーの脱色反応を行った。使用した光源は60W蛍光灯を使用した。15分間で完全に脱色した。
Claims (5)
- 酸化チタンの主成分に、金属酸化物に金属水酸化物、金属硫酸塩、金属炭酸塩の一種又は二種以上を配合してなる助触媒を加えて混合調整された可視光領域応答触媒を、電気伝導度の異なる材料を組み合わせてなる複合板の表面に塗布してなる可視光領域応答触媒体。
- 金属酸化物がFe2O3,Fe3O4,MnO,TiO2,CeO2,La2O3,ZnO,CuO,Cu2O3.V2O6,AgO,SnO2,WO5,In2O3,PbO2,Bi2O3,Nb2O3,Nb2O3,KTaO3,SrTiO2,BaTiO3,CaTiO3,FeTiO3,BaTiO4,K2NbO2,BiVO4の一種又は二種以上であり、金属水酸化物が(FeOOH),Ni(OH)2,NiOOH,Cr(OH)3,La(OH)3,Ti(OH)4,Zr(OH)4,Cu(OH)2,Mg(OH)2,Ca(OH)2,Zn(OH)2,Al(OH)3の一種又は二種以上であり、金属硫酸塩がBaSO4であり、金属炭酸塩がMnCO3,MgCO3,CaCO3の一種又は二種以上である請求項1記載の可視光領域応答触媒体。
- 電気伝導度の異なる材料の組み合わせが、Cu-Ni,Cu-Ti,Cu-Zr,Cu-Zn,Cu-Ag,Ni-Ti,Ni-Zr,Ni-Zn,Ni-Ag,Ag-Ti,Ag-Zr,Ag-Zn,Ti-Zr又はAu,Pt,Pdとこれと電気伝導度の異なる金属の組み合わせが含まれる。
から選ばれた金属板の組み合わせである請求項1記載の可視光領域応答触媒体。 - 請求項1記載の可視光領域応答触媒体の複合板に水を接触させながら可視光領域の光を照射して行うことを特徴とする水の分解方法。
- 閉回路光電気化学的方法により行う請求項4記載の水の分解方法。
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106040214A (zh) * | 2016-05-31 | 2016-10-26 | 浙江大学 | 一种高活性钛酸钙/氢氧化钙混合光催化剂的制备方法 |
WO2017091955A1 (en) * | 2015-11-30 | 2017-06-08 | South University Of Science And Technology Of China | Bifunctional electrocatalyst for water splitting and preparation method thereof |
CN106807400A (zh) * | 2017-03-13 | 2017-06-09 | 辽宁大学 | 一种复合铁酸铋光催化剂及其制备方法和应用 |
CN108654642A (zh) * | 2018-05-02 | 2018-10-16 | 长江大学 | 可见光响应的高效复合光催化剂Ag2O/α-FeOOH的制备方法 |
CN109126789A (zh) * | 2018-09-28 | 2019-01-04 | 辽宁大学 | 一种光催化制氢z型光催化剂及其制备方法和应用 |
CN109894116A (zh) * | 2018-09-30 | 2019-06-18 | 福建省农业科学院农业工程技术研究所 | 一种磁性氧化铁改性的氧化钛可见光催化剂及其制备方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000102733A (ja) * | 1998-09-28 | 2000-04-11 | Otsuka Chem Co Ltd | 光分解触媒の使用方法及び水素製造方法 |
JP2005040788A (ja) * | 2003-07-07 | 2005-02-17 | Shinya Matsuo | 光触媒 |
WO2006064799A1 (ja) * | 2004-12-13 | 2006-06-22 | Osaka University | 可視光応答性を有する複合金属酸化物光触媒 |
JP2012187520A (ja) * | 2011-03-10 | 2012-10-04 | Mitsubishi Chemical Holdings Corp | 水分解用光触媒固定化物、並びに、水素及び/又は酸素の製造方法 |
WO2013133338A1 (ja) * | 2012-03-08 | 2013-09-12 | 国立大学法人東京大学 | 光水分解反応用電極およびその製造方法 |
WO2014046305A1 (ja) * | 2012-09-21 | 2014-03-27 | Toto株式会社 | 複合光触媒および光触媒材 |
JP2016005998A (ja) * | 2013-09-10 | 2016-01-14 | 国立大学法人 東京大学 | 新規オキシサルファイド、オキシサルファイドの製造方法、それを用いた光触媒、光水分解反応用電極、及び、水素の製造方法 |
-
2013
- 2013-12-06 JP JP2013253630A patent/JP6186262B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000102733A (ja) * | 1998-09-28 | 2000-04-11 | Otsuka Chem Co Ltd | 光分解触媒の使用方法及び水素製造方法 |
JP2005040788A (ja) * | 2003-07-07 | 2005-02-17 | Shinya Matsuo | 光触媒 |
WO2006064799A1 (ja) * | 2004-12-13 | 2006-06-22 | Osaka University | 可視光応答性を有する複合金属酸化物光触媒 |
JP2012187520A (ja) * | 2011-03-10 | 2012-10-04 | Mitsubishi Chemical Holdings Corp | 水分解用光触媒固定化物、並びに、水素及び/又は酸素の製造方法 |
WO2013133338A1 (ja) * | 2012-03-08 | 2013-09-12 | 国立大学法人東京大学 | 光水分解反応用電極およびその製造方法 |
US20140374270A1 (en) * | 2012-03-08 | 2014-12-25 | The University Of Tokyo | Electrode for water-splitting reaction and method for producing the same |
WO2014046305A1 (ja) * | 2012-09-21 | 2014-03-27 | Toto株式会社 | 複合光触媒および光触媒材 |
JP2016005998A (ja) * | 2013-09-10 | 2016-01-14 | 国立大学法人 東京大学 | 新規オキシサルファイド、オキシサルファイドの製造方法、それを用いた光触媒、光水分解反応用電極、及び、水素の製造方法 |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017091955A1 (en) * | 2015-11-30 | 2017-06-08 | South University Of Science And Technology Of China | Bifunctional electrocatalyst for water splitting and preparation method thereof |
CN106040214A (zh) * | 2016-05-31 | 2016-10-26 | 浙江大学 | 一种高活性钛酸钙/氢氧化钙混合光催化剂的制备方法 |
CN106040214B (zh) * | 2016-05-31 | 2018-09-11 | 浙江大学 | 一种高活性钛酸钙/氢氧化钙混合光催化剂的制备方法 |
CN106807400A (zh) * | 2017-03-13 | 2017-06-09 | 辽宁大学 | 一种复合铁酸铋光催化剂及其制备方法和应用 |
CN108654642A (zh) * | 2018-05-02 | 2018-10-16 | 长江大学 | 可见光响应的高效复合光催化剂Ag2O/α-FeOOH的制备方法 |
CN108654642B (zh) * | 2018-05-02 | 2021-06-01 | 长江大学 | 可见光响应的高效复合光催化剂Ag2O/α-FeOOH的制备方法 |
CN109126789A (zh) * | 2018-09-28 | 2019-01-04 | 辽宁大学 | 一种光催化制氢z型光催化剂及其制备方法和应用 |
CN109126789B (zh) * | 2018-09-28 | 2021-01-08 | 辽宁大学 | 一种光催化制氢z型光催化剂及其制备方法和应用 |
CN109894116A (zh) * | 2018-09-30 | 2019-06-18 | 福建省农业科学院农业工程技术研究所 | 一种磁性氧化铁改性的氧化钛可见光催化剂及其制备方法 |
CN109894116B (zh) * | 2018-09-30 | 2021-12-21 | 福建省农业科学院农业工程技术研究所 | 一种磁性氧化铁改性的氧化钛可见光催化剂及其制备方法 |
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Publication number | Publication date |
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