- 単層カーボンナノチューブ光触媒による水からの水素製造
- 1. はじめに
- 2.1 半導体性カーボンナノチューブ
- 2.3 SWCNTを光触媒材料に利用する解決法
- 2.4 SWCNTを水に可溶な光触媒へ
- 2.5 SWCNT/C60光機能界面の性質
- 2.6 SWCNT//C60を用いた光触媒の開発
- 2.7 様々な表面修飾カーボンナノチューブ光触媒を自在につくる
- 3.おわりに
2.2 半導体性カーボンナノチューブを光触媒材料に使う上での問題点
s-SWCNTは可視光領域に幅広い吸収をもつ優れた半導体性材料として魅力的であるが,光触媒に利用する上で,難しい点もある.実際に,単層カーボンナノチューブを用いた光触媒は報告されていたが,これまでの報告例は,SWCNTを電子輸送材料として用いており,s-SWCNTの直接励起による光水素製造に関しては,明確な報告例がなかった.この理由は,
(1) s-SWCNTが光を吸収しても,混入している金属性SWCNTが消光剤として作用するため,光触媒の活性を低下させてしまう.
(2) s-SWCNTの励起子束縛エネルギーが極めて大きく,励起子 (電子-正孔対)から,電子と正孔を取り出すことが難しい(6).
(3) 水に対する分散性が著しく低い.
(4) 他材料との混和性,親和性が低いために,相乗効果を狙った分子設計が難しい.といった複数の問題点があったためである.6) B. Yuma, S. Berciaud, J. Besbas, J. Shaver, S. Santos, S. Ghosh, R. B. Weisman, L. Conget, M. Gallart, M. Ziegler, B. Honerlage, B. Lounis, P. Gilliot, Biexciton, single carrier, and trion generation dynamics in single-walled carbon nanotubes, Phys. Rev. B, 87, 205412-1-205412-7, (2013).
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