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硫黄添加二酸化チタン繊維の可視光触媒効果(共同研究)

Photocatalytic activity of Sulfur-doped TiO$$_{2}$$ fiber under visible light illumination (Joint research)

武山 昭憲; 山本 春也; 吉川 正人; 長谷川 良雄*; 粟津 賢史*

Takeyama, Akinori; Yamamoto, Shunya; Yoshikawa, Masahito; Hasegawa, Yoshio*; Awatsu, Satoshi*

ゾル-ゲル法によってプレカーサー繊維を作製し、それを硫化水素雰囲気で熱処理後、引き続き酸素雰囲気中で熱処理することによって、硫黄添加二酸化チタン繊維を作製した。繊維の結晶構造は二酸化チタンのアナターゼ構造であり、光触媒効果の発現に適した結晶構造であることがわかった。光学特性の評価の結果、硫黄添加二酸化チタン繊維はアナターゼ構造よりも見かけ上約0.06eV短いバンドギャップを持ち、より多くの量の可視光を吸収できることがわかった。元素分析の結果から、繊維中には硫黄原子が約0.58原子%添加されており、また二酸化チタンの酸素原子と置換した位置に添加されていることがわかった。この硫黄添加二酸化チタン繊維を用いてトリクロロエチレンの分解実験を行ったところ、可視光照射下においてトリクロロエチレン濃度の減少と二酸化炭素の発生が確認された。このことから、硫黄添加二酸化チタン繊維が可視光照射下で光触媒効果を発現可能であることがわかった。

The Sol-Gel derived precursor fiber was annealed under hydrogen disulfeid (H$$_{2}$$S) following oxygen atmosphere, Sulfer-doped titanium dioxide (TiO$$_{2}$$) fiber was obtained. Crystal structure of the fiber was identified as anatase phase of TiO$$_{2}$$. The energy band gap of the fiber was narrower by about 0.06 eV than that of anatase, which showed that it could absorb visible light. The fiber contains about 0.58 atomic % of Sulfer, and they located at the oxygen lattice site of TiO$$_{2}$$. Under visible light illumination, the fiber degraded Trichroloethylen (TCE) and produced carbon dioxide (CO$$_{2}$$). This shows Sulfer-doped TiO$$_{2}$$ fiber has the photocatalytic activity under visible light illumination.

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