게시 및 게시 날짜 : 2008/08/04

간단한 방식으로 텅스텐 산화물 바카라 하는 법 튜브를 성공적으로 합성

-눈에 보이는 빛과 함께 작동하는 광촉매로서 실내 적용을 희망합니다

포인트

  • 가시 광선의 광촉매 활성은 질소-도핑 된 산화 티타늄의 산화 티타늄의 것보다 8 배 높고 산화 입자 텅스텐의 것보다 3 배 더 높다
  • 최대 조성이 저렴한 비용으로 가능합니다
  • 희망적으로 그것은 실내에서 유해한 휘발성 유기 화합물의 분해 및 정제에 사용되기를 바랍니다

요약

국립 선진 산업 과학 기술 연구소 (Yoshikawa Hiroyuki의 회장) (이하 "AIST"라고 불림) Nanotechnology Research Division [Research Division Director Minami Shinji] Miyauchi Masahiro, 바카라 하는 법 구조 제어 자료 그룹 최고 연구원Zhao ZhigangAIST 특별 연구원은 간단한 것입니다열수 방법텅스텐 산화물Nanotube발달 된 바카라 하는 법 튜브는 텅스텐 산화물의 미세 결정으로 구성되며 벽의 바카라 하는 법 미터 순서에 모공바카라 하는 법 포러스구조가 있습니다 바카라 하는 법 다공성 구조를 가지고있어 특이 적 표면적이 넓어 높은 수준이 높아집니다광촉매활동을 보여줍니다

이 텅스텐 산화물 바카라 하는 법 튜브Co-Catalyst로 사용되었고, 가스 상 아세트 알데히드는 가시 광선으로 분해되어 종래의 방법을 초래했습니다질소 도핑 산화 티타늄보다 8 배, 백금 코카탈리스트를 사용하여 전통적인 미립자 텅스텐 산화물보다 3 배 이상가시 광선의 광촉매 활동| 보여졌다

수열 방법을 사용하여 합성 할 수 있으므로 저렴한 비용으로 합성 될 수 있으며 UV 광고가 낮은 실내 환경에서도 유해합니다휘발성 유기 화합물이는 "안전하고 건강한 주택 구성 요소"에 실제로 사용될 것으로 예상됩니다 (VOC) 등

이 결과는 독일 Wiley-VCH가 게시 한 학술 저널입니다Angewandte Chemie International Edition잡지 (Angevande Kemi)에 출판 될 예정입니다

스캐닝 전자 현미경 텅스텐 산화물 바카라 하는 법 튜브의 사진

텅스텐 산화물 바카라 하는 법 튜브의 주사 전자 현미경 사진


개발의 사회적 배경

광촉매는 유해 물질을 분해하고 빛에 노출 될 때 항균 기능을 나타냅니다 또한, 외벽 재료에 코팅 될 때, 그것은 흙이 붙어있는 것을 방지하는 자체 정류 효과를 나타냅니다 산화 티타늄은 전형적인 광촉매로 알려져 있지만 산화 티타늄은 자외선을 통해서만 광촉매 기능만을 나타냅니다 따라서 실내와 같은 UV 광선이 낮은 환경에서는 그 효과가 충분하지 않았습니다 눈에 보이는 빛으로 작용하는 광촉매는 아픈 빌딩 블록과 같은 방에서 유해한 VOC의 분해 및 정제와 같은 실내에서 사용하기 위해 필요합니다 최근에, 질소 도핑 된 산화 티타늄과 같은 가시 광선으로 기능하는 광촉매는보고되었지만, 그 성능은 충분하지 않았다 반면, 최근에, 텅스텐 산화물 (WO3)의 표면에 사용될 때, 높은 활성이 눈에 보이는 빛으로 나타난다는 것이 밝혀졌다 그러나, 상업적으로 이용 가능한 텅스텐 산화물 입자는 크기가 크고 작은 특이 적 표면적을 가지며, 광촉매의 기본 물질로 반드시 적합하지는 않다 또한, 현재 텅스텐 산화물 바카라 하는 법 입자의 합성의 예는 거의 없으며, 텅스텐 산화물 광촉매의 활성화를 추가로 증가시키기 위해, 제어 된 바카라 하는 법 구조로 텅스텐 산화물 입자를 개발하는 것이 바람직했다

연구 이력

지금까지 AIST의 Energy Technology Research Division은 팔라듐 또는 구리 화합물 미세 입자를 텅스텐 산화물 광촉매로 반죽하는 단순히 코 캣alyst로서 활성을 극적으로 향상시킬 수 있음을 발견했습니다 (발표가 발표되어 2008 년 7 월 9 일) 다른 한편으로, AIST의 바카라 하는 법 기술 연구 부서는 기본 텅스텐 산화물 입자 자체에 초점을 맞추 었으며, 바카라 하는 법 구조를 제어함으로써 활발한 광촉매를 만들기위한 목표로 연구를 개발하고있다

이 개발은 새로운 에너지 및 산업 기술 개발 기관 (NEDO)의 "재활용 사회를 구축하기위한 광촉매 산업 창출 프로젝트"에 따라 도쿄 대학과의 공동 구현을 통해 달성되었습니다
 

연구 컨텐츠

합성 된 텅스텐 산화물 바카라 하는 법 튜브의 주사 전자 현미경 사진이도 1에 도시되어있다 바카라 하는 법 튜브는 100 nm 미만의 미세 결정의 수집으로 구성되었으며, 바카라 하는 법 튜브의 벽에 수십 개의 NM의 다수의 기공을 갖는 바카라 하는 법 다공성 구조였으며, 높은 표면적을 가졌다 이 바카라 하는 법 튜브의 크기는 외경이 300-1000 nm이고 길이는 2-20 µm입니다 합성 방법은 매우 단순하며 출발 물질 및 용매가 밀폐 된 용기에서 가열되는 열수 적 방법에 의해 높은 수율로 합성 될 수있다 이 연구에서, 우리는 열수 반응 용액에 요소를 도입하면 바카라 하는 법 튜브를 형성 할 수 있으며, 이로 인해 높은 수율 합성 공정의 발달이 가능하다는 것을 발견했다 이번에 사용 된 열수 방법은 비싸다온도 에이전트필요하지 않으며 저렴한 비용으로 대량의 합성을 허용하는 제조 공정이 될 수 있습니다

텅스텐 산화물 바카라 하는 법 튜브의 주사 전자 현미경 사진

그림 1 텅스텐 산화물 바카라 하는 법 튜브의 주사 전자 현미경 사진

플래티넘 미세 입자는 수득 된 텅스텐 산화물 바카라 하는 법 튜브의 표면상에서 코 캣alST로지지되었고, 증기 상 아세트 알데히드에 대한 분해 시험이 수행되었다 파장이 400 nm 이상인 가시 광선으로의 조사는 아세트 알데히드의 농도를 감소시키고, 이산화탄소의 분해 생성물이 생성되어, 가시 광선으로 인한 광촉매 활성을 나타낸다 무화과 도 2는 가시 광선과의 조사에 의해 생성 된 이산화탄소의 속도를 보여준다 이번에 개발 된 텅스텐 산화물 바카라 하는 법 튜브 (도 2 (4))는 기존의 질소-도핑 된 산화 티타늄보다 약 8 배 더 높은 활성을 나타냈다 (도 2 (2)) 또한, 백금이 상업적으로 이용 가능한 미립자 텅스텐 옥사이드에서지지 된 샘플과 비교하여 (도 2 (3)), 백금-지지 된 텅스텐 산화물 바카라 하는 법 튜브는 가시 광선으로 인해 3 배 이상 높은 촉매 활성을 나타냈다

또한 이번에 개발 된 텅스텐 산화물 바카라 하는 법 튜브는 가시 광선으로 조사시 아세트 알데히드를 이산화탄소로 완전히 분해 할 수 있음이 확인되었다

가시 광선으로 조사 될 때 아세트 알데히드 분해 결과의 결과

그림 2 : 가시 광선으로 조사 될 때 아세트 알데히드 분해 테스트 결과

미래 계획

텅스텐 산화물 바카라 하는 법 튜브의 가시 광선 활성이 높은 이유는 대체로 큰 표면적이있는 바카라 하는 법 다공성 구조 때문이다 앞으로, 우리는 바카라 하는 법 튜브의 내부 및 외벽에서 코 캣als를 선택적으로지지함으로써 활성화를 더욱 증가시키는 것을 목표로한다 또한, 코팅 부재에 적용하기위한 목표로 얇은 공정이 개발 될 것이다


터미널 설명

◆ 열수 방법
고온 및 고압 용매에서 수행되는 화합물의 합성 방법 실온 및 압력에서 용매에 용해되지 않는 물질은 쉽게 용해 될 수 있으므로, 정상적으로 얻지 못하는 물질의 합성 및 성장을 달성 할 수 있습니다 출발 재료는 일반적으로 오토 클레이브라고하는 밀폐 용기에 배치되며 컨테이너는 여전히 밀봉하는 동안 가열되어 제품을 얻습니다 인공 결정 등은이 방법으로 얻을 수 있습니다[참조로 돌아 가기]
◆ Nanotube
바카라 하는 법 미터의 직경을 갖는 관형 재료 탄소로 만든 탄소 바카라 하는 법 튜브는 잘 알려져 있습니다[참조로 돌아 가기]
◆ 바카라 하는 법 포러스
구조의 바카라 하는 법 미터 순서에 모공이있는 다공성 몸체 IUPAC (International of Genuine Applied Chemistry)에 따르면, 이들은 미세 다공성 고체 (2nm 이하의 기공 직경), 메조 포러스 고형물 (2nm 내지 50nm의 기공 직경), 거대 다공성 고체 (50nm 이상의 기공 직경)로 분류된다 이 연구는 메조 포러스 기공 크기가있는 재료에 대한 연구가 될 것이지만, 본문에서는이를 "바카라 하는 법 포러스 물질"이라고합니다[참조로 돌아 가기]
◆ 광촉매
광촉매는 광 흡수에 의해 여기되고 산화 및 환원 반응을 유발하는 촉매 물질입니다 광촉매는 빛 조사에 의한 화학 반응을 촉진하지만 그 자체로는 변하지 않습니다 이기종 반도체 광촉매 및 균질 염료 광촉매가 있지만,이 프레젠테이션은 전자입니다 반도체 촉매는 전도 밴드 및 원자가 밴드가 금지 된 밴드에 의해 분리되는 밴드 구조를 갖는다 밴드 갭보다 큰 에너지를 갖는 빛은 전도 밴드의 원자가 밴드에서 전자를 흥분시키고, 전도 밴드의 전자와 빈 쉘의 원자가 밴드의 구멍이 생성된다 전도 밴드에서 여기는 전자는 원자가 밴드의 전자보다 훨씬 강한 환원 전력을 가지며, 어둠 속에서는 발생하지 않는 환원 반응을 유발할 수 있습니다 유사하게, 구멍은 또한 강한 산화 반응을 겪고있다[참조로 돌아 가기]
◆ Co-Catalyst
광촉매 표면에 첨가 될 때 활동을 개선하는 물질 코 촉매 자체는 광촉매 기능이 없다 공동 감염자로서 백금 및 은색과 같은 금속, 구리 이온 등이 종종 사용됩니다 코 캣alyts의 역할은 활성 부위로서 작용하고, 전하 축적을 통한 다중 전자 반응 촉진 및 전하 분리를 촉진하는 것과 같은 다릅니다[참조로 돌아 가기]
◆ 질소 도핑 산화 티타늄
산화 티타늄의 결정 격자에서 질소 이온으로 도핑 된 물질 도핑 된 질소 이온은 불순물 수준을 형성함으로써 가시 광선을 흡수 할 수 있으며, 최근 몇 년 동안 유망한 가시적 인 반응성 광 촉매가 될 것으로 예상된다[참조로 돌아 가기]
◆ 가시 광선의 광촉매 활동
가시 광선은 파장 범위에서 400nm (380nm)에서 800nm까지 가볍습니다 전형적인 광촉매 인 이산화 티타늄은 가시 광선보다 짧은 파장을 갖는 광장을 사용하는 자외선 광 응답 광 촉매이며, 따라서, 흡수 된 티타늄보다 긴 파장을 갖는 광 촉매는 일반적으로 가시 광선 반응성으로 간주됩니다[참조로 돌아 가기]
◆ 휘발성 유기 화합물 (VOC)
실온과 정상 압력에서 대기에서 쉽게 휘발하는 유기 화학 물질에 대한 일반적인 용어 (휘발성 유기 화합물) 대기 나 토양으로 방출되면 아픈 건물 증후군 및 토양 오염과 같은 건강 손상을 유발하기 때문에 문제로 간주됩니다[참조로 돌아 가기]
◆ 온도 에이전트
바카라 하는 법 다공성 물질 합성에 일반적으로 사용되는 첨가제 계면 활성제 응집체 (미셀 입자)가 종종 사용됩니다 계면 활성제의 유형에 따라 특정 크기 및 구조를 갖는 미셀 입자가 형성되고, 이들이 한동안 제자리에 남아있을 때, 이들은 바카라 하는 법 입자가 주기적으로 배열되는 구조 인 콜로이드 결정이된다 예를 들어, 메조 포러스 실리카를 합성 할 때, 실리카 공급원 및 촉매를 콜로이드 결정을 함유하는 용액에 첨가하고 고온에서 소환한다 이것은 콜로이드 결정을 분해하고 제거하고 실리카에서 메조 포러스 구조를 형성합니다[참조로 돌아 가기]

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