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論文

Conversion of clay minerals to photocatalysts for Cr$$^{VI}$$ reduction and salicylic acid decomposition

杉田 剛; 森 勝伸*; 下山 巖

Applied Clay Science, 243, p.107074_1 - 107074_8, 2023/10

粘土鉱物のサブグループである黒雲母をCaCl$$_{2}$$で熱処理することにより、光触媒に変換することを検討した。熱処理後に得られた反応生成物の組成,構造、および6価クロムとサリチル酸(SA)に対する光触媒活性を検討した。黒雲母とCaCl$$_{2}$$の混合物を600$$^{circ}$$Cまで加熱すると黒雲母の結晶構造が保持され、700$$^{circ}$$Cまで加熱すると黒雲母から八面体ワダライト結晶への相変態が起こった。単位表面積あたりの6価クロムの光触媒還元率およびSAの光触媒分解効率は、処理温度の上昇とともに大きく増加した。また、熱処理後に黒雲母構造を保持した試料でも一定の光触媒活性を示したことから、この方法は他の一般的な天然材料から光触媒を調製する場合にも適している可能性がある。

論文

Photocatalytic unification of iodine species using platinum-loaded titanium dioxide

杉田 剛; 森 勝伸*; 香西 直文

Journal of Photochemistry and Photobiology A; Chemistry, 438, p.114548_1 - 114548_6, 2023/04

 被引用回数:0 パーセンタイル:0(Chemistry, Physical)

原子力事故や放射性廃棄物の放出によって汚染された水からヨウ素を除去することは、水中に様々な形でヨウ素が存在するため、複雑でコストがかかる。そこで、水中の放射性ヨウ素を除去するための前処理として、光触媒によるヨウ素種の統一を検討した。ヨウ化物(I$$^{-}$$)、ヨウ素酸(IO$$_3^{-}$$)、$$o$$-ヨード安息香酸の光触媒酸化還元反応に及ぼすPt-TiO$$_{2}$$結晶相と溶液pHの影響を評価した。TiO$$_{2}$$結晶相とpHの選択により、混合されたヨウ素種をI$$^{-}$$またはIO$$_3^{-}$$のみに統一することができた。Pt-TiO$$_{2}$$の種類に関係なく、アルカリ性条件下で$$o$$-ヨード安息香酸中のヨウ素はI$$^{-}$$に無機化された。光触媒と溶液のpHを選択することでヨウ素種を単一化できるため、この光触媒処理は高効率でヨウ素種を除去するために適用できると考えられる。

論文

Development of evaluation method for photocatalytic ability by ion chromatography combined with a flow-type reactor; Application to immobilized photocatalyst materials prepared by double-layer coating method

杉田 剛; 小林 健太郎*; 山崎 太樹*; 井坂 茉由*; 板橋 英之*; 森 勝伸*

Journal of Photochemistry and Photobiology A; Chemistry, 400, p.112662_1 - 112662_8, 2020/09

 被引用回数:0 パーセンタイル:2.6(Chemistry, Physical)

本研究では、光触媒の性能を正確に評価するために、イオンクロマトグラフィー(IC)システムにフローリアクター(FR)を接続したインライン方式の光触媒性能評価システム(FR-IC)を開発した。ガラスビーズ等の基板に二層担持法で担持された光触媒の評価にFR-ICを用いた。光触媒の性能をジメチルスルホキシド(DMSO)を使用して評価した結果、紫外線によるDMSOの分解と、メタンスルホネート(MSO)やサルフェート(SA)等の副産物の形成を監視することができた。本システムは、光触媒による対象物の分解性能評価に加えて、分解による副産物の挙動を評価するためにも役立つことが期待できる。

論文

Evaluation of photocatalytic abilities by variation of conductivity and dimethyl sulfoxide; Photocatalytically active TiO$$_{2}$$-coated wire mesh prepared via a double-layer coating method

森 勝伸*; 杉田 剛; 藤井 謙吾*; 山崎 太樹*; 井坂 茉由*; 小林 健太郎*; 岩本 伸司*; 板橋 英之*

Analytical Sciences, 34(12), p.1449 - 1453, 2018/12

 被引用回数:2 パーセンタイル:7.2(Chemistry, Analytical)

二層担持法によって光触媒担持金網を作製し、導電率検出器を備えた流れ分析法(FAS-CD)を用いて水質浄化性能を評価した。FAS-CDを用いたDMSO分解試験から、光触媒は安定に金網表面に担持されていることが示され、二層担持法の有効性が確認された。

論文

Enhanced aqueous adsorption and photodecomposition of anionic organic target by amino group-modified TiO$$_{2}$$ as anionic adsorptive photocatalyst

杉田 剛; 小林 謙一*; 小林 健太郎*; 山崎 太樹*; 藤井 謙吾*; 板橋 英之*; 森 勝伸*

Journal of Photochemistry and Photobiology A; Chemistry, 356, p.71 - 80, 2018/04

 被引用回数:5 パーセンタイル:13.47(Chemistry, Physical)

光触媒は光照射のみで強力な酸化、還元反応を示す材料である。しかし、水中では反応目的物と触媒との接触効率が低いため、反応効率が著しく低下する。本研究では、水中でのアニオン性有機物質に対する吸着・分解反応性を向上させるため、アミノ基修飾型光触媒、及びそれを固定化した光触媒材料を調製し、その性能を評価した。その結果、光触媒を正電荷を持つアミノ基で修飾することにより、アニオン性有機物質の吸着・分解能力が向上することが明らかとなった。

論文

Simultaneous analysis of silicon and boron dissolved in water by combination of electrodialytic salt removal and ion-exclusion chromatography with corona charged aerosol detection

森 勝伸*; 佐柄 克哉*; 新井 香織*; 中谷 暢丈*; 大平 慎一*; 戸田 敬*; 板橋 英之*; 小崎 大輔*; 須郷 由美; 渡辺 茂樹; et al.

Journal of Chromatography A, 1431, p.131 - 137, 2016/01

 被引用回数:10 パーセンタイル:41.95(Biochemical Research Methods)

Selective separation and sensitive detection of dissolved silicon and boron (DSi and DB) in aqueous solution was achieved by connecting an electrodialytic ion isolation device (EID), an ion-exclusion chromatography (IEC) column, and a corona charged aerosol detector (CCAD) in sequence. They were separated by IEC using pure water eluent. Detection of DSi and DB by the CCAD was effective for much greater sensitivity than by conductimetric detection. The EID removed salt from the sample prior to the IEC-CCAD. The combination of EID, IEC and CCAD successfully separated and determined DSi and DB in artificial seawater and hot-spring water samples by eluting pure water.

口頭

Evaluation of photocatalytic materials using flow analytical method with liquid chromatography

杉田 剛; 山崎 太樹*; 井坂 茉由*; 森 勝伸*

no journal, , 

光触媒は空気・水の浄化に極めて有用な材料である。光触媒材料性能の評価は、目的物質の分解挙動をバッチ法で追うことで行われる。しかし、バッチ法はコンタミネーションや液固比の変化などの原因となり、正確な評価ができない可能性がある。これを改善するため、本研究では、簡便かつ正確な光触媒性能評価を可能とする流れ分析法(LC-FAS)を開発した。

口頭

塩挿入鉱物変換法による粘土鉱物の光触媒化

杉田 剛; 森 勝伸*; 下山 巖

no journal, , 

本研究では、粘土鉱物のサブグループである黒雲母をCaCl$$_{2}$$で熱処理することにより、光触媒に変換することを検討した。得られた反応生成物の組成、構造、光学特性、およびCrVIとサリチル酸(SA)に対する光触媒活性を分析した。黒雲母とCaCl$$_{2}$$の混合物は黒雲母の結晶構造を保持したまま600$$^{circ}$$Cまで加熱できたが、700$$^{circ}$$Cまで加熱すると八面体のワダライト結晶に変化した。熱処理後に得られたワダライトのバンドギャップは約3.10eVであった。単位表面積あたりの光触媒還元率は熱処理温度の上昇とともに著しく増加し、800$$^{circ}$$Cで焼成した試料のCrVI還元率は500$$^{circ}$$Cで焼成した試料の約18倍、SA分解率は約9倍であった。反応生成物の溶出試験では、Ca$$^{2+}$$とCl$$^{-}$$の溶出が特に顕著であった。熱処理後に黒雲母構造を保持した試料でも光触媒活性を示したことから、この方法は雲母や類似の構造を持つ関連鉱物から光触媒を調製するのに応用できる可能性がある。

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