高効率スクリーニングによる新しい2価スズ酸化物系光触媒材料の発见

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林博之 工学研究科助教、田中功 同教授、大場史康 東京工業大学教授、壬生攻 名古屋工業大学教授らの研究グループは、新しい2価スズ(以下、Sn( II ))酸化物系光触媒材料を発見しました。

本研究成果はドイツの科学誌「Advanced Science」誌に2016年9月8日、オンライン掲載されました。

研究者からのコメント

SnMoO 4 はこれまでに合成报告がなく、结晶构造も未知でしたが、本研究グループではピンポイントでの物质合成と光触媒活性の実験に取り组み、この物质が计算により予测されたとおりの结晶构造を持ち、优れた光触媒特性を示すことを実証しました。本研究の成功は、このような理论计算主导での物质探索の有効性を确认したものです。今后は、光触媒分野に限らず、汎用的?効率的な材料开発技术としての重要性を大きく増すものと期待されます。

概要

紫外光だけでなく可视光でも高い活性を示す光触媒の开発は环境?エネルギー问题に配虑した持続可能型社会の実现のために重要だとされています。

すでにさまざまな物质が可视光応答型光触媒として报告されてきましたが、近年になり、特に高い光触媒能が报告されている化合物として、叠颈痴翱 4 、厂苍狈产 2 O 6 、厂苍奥翱 4 など価電子として1原子あたり二つのs電子を持つBi( III )やSn( II )の複合酸化物が注目されています。

しかしこれらの物质は、膨大な実験によるスクリーニングの结果见いだされたものであり、物质探索に多大なコストと时间がかかっていました。

本研究では、これまで報告例の少ないSn( II )に注目し、周期表の4A(Ti、 Zr、 Hf)、5A(V、 Nb、 Ta)、6A(Cr、 Mo、 W)の各元素との三元系複合酸化物を対象として第一原理計算を系統的に実施することで、熱力学的安定性や物性を予測し、高効率にスクリーニングしました。そして、計算結果をもとにピンポイントでの的確な物質合成と光触媒活性の実験に取り組み、優れた光触媒特性を実証しました。

详しい研究内容について

书誌情报

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Hiroyuki Hayashi, Shota Katayama, Takahiro Komura, Yoyo Hinuma, Tomoyasu Yokoyama, Ko Mibu, Fumiyasu Oba, and Isao Tanaka. (2016). Discovery of a Novel Sn(II)-Based Oxide β-SnMoO4 for Daylight-Driven Photocatalysis. Advanced Science, 1600246.

  • 科学新聞(9月9日 6面)に掲載されました。