【公開日：2023.07.31】【最終更新日：2023.05.23】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

22UT1119

利用課題名 / Title

CuO_x/TiO₂光触媒の反応機構

利用した実施機関 / Support Institute

東京大学 / Tokyo Univ.

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）マテリアルの高度循環のための技術/Advanced materials recycling technologies（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

オージェ電子分光、光触媒,電子分光

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

百瀬 健

所属名 / Affiliation

東京大学

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

平原智子

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

UT-854：オージェ分光分析装置

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

　TiO₂光触媒において，TiO₂粒子上にCuO_xナノクラスターを担持させることにより，可視光応答性を持たせる手法が期待されている。一方で，CuO_x/TiO₂光触媒の反応機構については未だ明らかになっておらず，触媒設計に課題がある。そこで本研究では，TiO₂単結晶基板上にCuO_x薄膜をパターン形成し，モデル触媒構造を作製することにより，触媒反応機構の解明を目指した。

実験 / Experimental

TiO₂単結晶基板上にCuO_x薄膜をスパッタリング製膜し，フォトリソグラフィおよび硝酸ウェットエッチングによるCuO_x薄膜のパターニングを行い，触媒構造を形成した。作製した試料はオージェ電子分光の組成ラインスキャンを行い，触媒構造を確認した。光触媒活性を評価するために，メチレンブルーを用いた有機物分解試験を行った。

結果と考察 / Results and Discussion

作製したCuO_x/TiO₂光触媒を用いたメチレンブルー分解試験における，メチレンブルー濃度の時間変化を図1に示す。得られたデータに基づき分解速度定数を算出し，その構造依存性を検討した。結果は図2に示すように，CuO_x幅が小さくなるほど高い活性を示し，CuO_x膜の端にて多くのキャリアが発生していることが示唆された。今後は触媒反応機構の詳細な解明と，触媒設計指針の構築を目指す。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

図1. メチレンブルー濃度の時間変化

図2. 分解速度定数のCuO_x幅依存性

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件