粉体の結晶構造制御が可能とする可視光応答型光触媒の水熱合成

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  • Crystal Structure Engineering of Powders for Visible-Light-Active Photocatalysts

抄録

<p>太陽光を用いて光触媒反応を発現させるためには半導体光触媒が必要である．しかし，酸化チタンをはじめ多くの酸化物半導体は3eVを超える大きいバンドギャップを有するため紫外光しか吸収できない．一方，太陽光をエネルギー源として用いる場合，紫外光は太陽スペクトルの5%程度しか含まれておらず，近年可視光も吸収できる狭いバンドギャップの光触媒の開発が盛んに行われている．そこで，本研究ではBiVO4/BiOX (X=F, Cl, Br, I)ヘテロ構造光触媒に注目した．BiVO4はn型半導体であり，バンドギャップは2.4eVであるため可視光を吸収できる．しかし，電子・正孔の再結合が速く，光触媒反応における効率が低いことが知られている．BiOXはp型半導体であり，n型のBiVO4と組み合わされるとpn接合を形成し，光照射の際に生じる電子は正孔と再結合する前にp型の方へ流れるため光触媒性能の高効率化を可能にできると考えた．BiVO4/BiOXヘテロ構造を作製するために水熱合成法を用い，結晶構造を評価するとともに光触媒特性を評価した．</p>

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