QCMによる金属上へのチタニア被膜生成反応の解析

研究論文
金属

担当者	金属系チーム塩見　昌平、丸岡　智樹、南　秀明研究部長菊内　康正
概要	チタニアは光触媒活性を示す機能性酸化物として注目を集め，水や大気の浄化，脱臭，防汚などの用途の他，近年では人工光合成や色素増感太陽電池の電極として応用が検討されている。本研究では，ゾル-ゲル法を用いた簡便なチタニア電極の作製を検討するとともに，QCMによる解析を用いてゾル-ゲル法による金属基板上へのチタニア被膜生成反応速度や析出量を定量的に評価できることを示した。基板上へ均一なチタニア薄膜を生成させるためには，TTIP添加量を少なくするだけでなく，ゾル-ゲル反応を進行させる際の触媒として働くアンモニア水の添加量を制御することが重要であり，これにより均一核生成を抑制し，より基板上にチタニアを不均一核生成させることが可能となることがわかった。また，ゾル-ゲル法により金属基板上にチタニア被覆処理を施し773 Kで熱処理することで，アナターゼ型の結晶構造を持ったチタニア被膜が形成されることをX線構造解析により確認した。
研究期間	平成27年4月～平成28年3月

担当者

金属系チーム: 塩見　昌平、丸岡　智樹、南　秀明

研究部長: 菊内　康正

概要

チタニアは光触媒活性を示す機能性酸化物として注目を集め，水や大気の浄化，脱臭，防汚などの用途の他，近年では人工光合成や色素増感太陽電池の電極として応用が検討されている。本研究では，ゾル-ゲル法を用いた簡便なチタニア電極の作製を検討するとともに，QCMによる解析を用いてゾル-ゲル法による金属基板上へのチタニア被膜生成反応速度や析出量を定量的に評価できることを示した。基板上へ均一なチタニア薄膜を生成させるためには，TTIP添加量を少なくするだけでなく，ゾル-ゲル反応を進行させる際の触媒として働くアンモニア水の添加量を制御することが重要であり，これにより均一核生成を抑制し，より基板上にチタニアを不均一核生成させることが可能となることがわかった。また，ゾル-ゲル法により金属基板上にチタニア被覆処理を施し773 Kで熱処理することで，アナターゼ型の結晶構造を持ったチタニア被膜が形成されることをX線構造解析により確認した。

研究期間

平成27年4月～平成28年3月