硫黄と窒素の共ドープによる可視光応答型二酸化チタン光触媒の開発

Synthesis of visible-light-responding photocatalyst by nitrogen and sulfur co-doping to TiO

海野 英雄*; 勝田 博司*; 伊東 一昭*; 相馬 光枝*; 山本 春也; 高野 勝昌; 吉川 正人

Umino, Hideo*; Katsuta, Hiroji*; Ito, Kazuaki*; Soma, Mitsue*; Yamamoto, Shunya; Takano, Katsuyoshi; Yoshikawa, Masahito

本研究では、二酸化チタンに硫黄と窒素を共ドープすることで可視光応答性を示す光触媒材料の開発を行った。実験では、二硫化チタン粉末を環状炉に入れ、窒素,酸素,アンモニア及び水蒸気を含有する気流中又はアンモニアガスと窒素と酸素の混合ガスの気流中で400650Cに加熱して、試料粉体を調製した。加熱温度が400Cでは、アナターゼ型結晶と極わずかのルチル型結晶が見られ、高温になるにしたがいルチル型結晶の割合が多くなり、650Cでは、ほとんどがルチル型結晶となっていた。作製した試料について光吸収特性を評価した結果、400500Cで加熱した試料で可視光に対して吸収を示した。さらに2-プロパノールの気層分解試験を行った結果、可視光による光触媒反応を確認することができた。以上の結果から可視光応答型二酸化チタン光触媒の合成条件を決めることができた。

TiO powder doped with sulfur and nitrogen has been studied for the synthesis of photocatalyst working under the visible light. Samples were synthesized by heart treatment of titanium disulfide powders at temperatures range from 400 to 650C in nitrogen, oxygen and ammonia mixtures using an electric furnace. The crystalline structure of sample powders heat-treated at 400C shows anatase and rutile structures and then changes to rutile structure at 650C. The optical absorption at visible light region was observed in the sample powders heat-treated at temperatures range from 400 to 500C. Furthermore, photocatalytic reaction of the synthesized powders using visible light was confirmed by decomposition of 2-propanol. We decided the synthetic condition of visible-light-responding photocatalyst.