住宅・環境用新規光触媒WO3ナノ材料開発に関する実験結果（Ⅱ）
- 詳細
- カテゴリ: タングステン知識
- 2015年6月24日（水曜）15:13に公開
- 作者: yanmei
- 参照数: 1573
【新規光触媒WO3ナノ材料開発に関する実験結果とまとめ２】
水熱合成法で得たWO3ナノ粒子では、分量も少なく、明確な光触媒効果は確認できなかったが、一般的な粉体焼成法で作製したWO3微粒子では紫外線UV-A光に対して、MOD法で基板上に作製したWO3ナノ粒子では可視光青色光に対して光触媒効果を確認することができた。
ただ、WO3微細粒子（ミクロン～ナノサイズ）を用いた光触媒性発現実験では、光触媒効率は、結晶性よりも粒子サイズへの依存度が高いという結果が得られた。
今回の実験では微細粒子、ナノ粒子の密度が低いことから、今後、WO3微粒子、特にナノ粒子の生成効率を上げ、高密度のWO3粒子に対して、そのサイズ、結晶性が光触媒性発現と効率に及ぼす影響を子細に調べて行く必要がある。一方、酸素を含む石英基板上では、酸素を含まないシリコン基板上に比べて、WO3ナノ粒子が生成しやすく、触媒効率も高いこ結果が得られ、住宅材料等への応用を考えた場合の有益な知見は得られたのではないかと考えられる。
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住宅・環境用新規光触媒WO3ナノ材料開発に関する実験結果（Ⅰ）
- 詳細
- カテゴリ: タングステン知識
- 2015年6月24日（水曜）15:11に公開
- 作者: yanmei
- 参照数: 1434
【新規光触媒WO3ナノ材料開発に関する実験結果とまとめ１】
太陽光を有効に利用できる住宅・環境用光触媒材料を安全、簡便かつ量産性の高いプロセスで合成することを目的に、新しい光触媒材料の候補であるWO3材料のナノ構造体合成実験条件の最適化検討、結晶性微細粒子のサイズによる光触媒性変化の測定を行った。
水熱合成法による光触媒性WO3ナノ粒子の大量合成を目論んだが、合成に必要な反応温度領域が極めて狭いことがわかった。今回の実験では、簡便性の観点から、酢酸、エタノールを六塩化タングステン用溶媒に用いたが、酢酸量が生成WO3ナノ結晶の生成量、サイズ、形状に大きく関係していることがわかってきた。
今後、WO3ナノ結晶の生成量増大、生成のための水熱反応条件を拡げるため、溶媒種、その混合比の検討が必要と考えられる。
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新規光触媒WO3ナノ材料の開発
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- カテゴリ: タングステン知識
- 2015年6月24日（水曜）15:07に公開
- 作者: yanmei
- 参照数: 1538
【WO3結晶性粒子の光触媒性確認実験】
予備実験として、粉体WO3を加熱焼成し結晶化させ、焼成温度、結晶粒サイズに対する光触媒性の発現を調べた。
粉体原料（純度3N）10gをアルミナボートに入れ、電気炉（マッフル炉）で3時間加熱焼成（昇温速度400℃/h）した。加熱焼成WO3粒子の粒径サイズ、微細構造を走査型電子顕微鏡（SEM）で調べた。
WO3粒子の光触媒性確認実験は、青銅色の光沢を持った暗緑色結晶粉末で、 水、エタノールなどのアルコール類に溶ける。水溶液は青色を示し、分解反応が進むにつれ、青色が消色していく。
【水熱合成法によるWO3ナノ粒子の作製】
水熱合成原料に、六塩化タングステン（WCl6）と酢酸（CH3COOH）を用い、エタノール（CH3CH2OH）に溶解させて実験を行った。反応容器内では、次の化学式で表される反応が予想される。
CH3CH2OH + CH3COOH → CH3CH2OOCCH3 + H2O
2CH3CH2OH → CH3CH2OCH2CH3 + H2O
WCl6 + 3H2O → WO3 + 6HCl
第３の式で表されるWO3の合成エネルギーは高く、1気圧での合成が難しいと考えられることから、オートクレーブ（HU-100）容器内での高圧加熱（最高温度240℃）の水熱合成を試みた。
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基板上へのWO3ナノ粒子作製実験による新規光触媒ナノ材料開発
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- カテゴリ: タングステン知識
- 2015年6月24日（水曜）15:10に公開
- 作者: yanmei
- 参照数: 1607
【基板上へのWO３ナノ粒子作製実験】
WO3ナノ粒子の正確な光触媒性能評価、住宅用ガラス塗布材への応用を考えた場合、ナノ粒子の基板、特にガラス基板上への形成が必要と考えられる。準備実験として、金属有機化合物分解法（Metal Organic Decomposition，MOD法）による基板上へのWO3ナノ粒子の形成を試みた。
合成石英基板、n型Si(100)基板上に、酢酸n-ブチルで容量比1:1に希釈したMOD原料（SYM-WO3）をスピンコート（500rpm-10s＋2000rpm-20s）で塗布し、120℃で5分間乾燥させた。
試料乾燥後、酸素雰囲気中で3時間焼成した。焼成温度（500～900℃）に対する基板上のMOD原料の微細構造変化をSEMで調べた。また、焼成したサンプルをMB溶液(10mg/L：20ml)に浸漬し、青色光ランプ（照度3400 lx）を照射して光触媒性の確認を行った。光触媒性は、光照射後のMB溶液の波長664nmにおける透過率変化により評価した。
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- 2015年6月24日（水曜）15:03に公開
- 作者: yanmei
- 参照数: 1601
【新規光触媒WO3ナノ材料開発に関する研究のはじめに２】
最近、TiO2よりもバンドギャップの狭い酸化タングステン（WO3、バンドギャップ2.8eV（波長換算443nm））の薄膜試料で、紫外光照射による有害ガスの光分解が確認され、より長波長光での光触媒作用の期待から注目を集めている。
一方、触媒材料の結晶化、ナノサイズ化も触媒効果向上の手立てとして、盛んに関連研究が行われている。触媒材料の結晶性を上げることで、光照射により材料内に内部光電効果により発生した励起電子と、それにより発生した正孔の再結合を抑制することが期待できる。
また、材料をナノサイズ化することで、反応する比表面積が増大し、有害ガス等の化学物質分解効率の向上が期待される。
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