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【特集】プラズモニック光触媒の開発最前線

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金ナノ粒子/酸化チタンを用いたプラズモニック光触媒による水からの水素生成　
Hydrogen Production from Water using Au Nanoparticles/TiO2 Plasmonic Photocatalysts

　金ナノ粒子(Au)を酸化チタン(TiO2)に複合化させたAu/TiO2プラズモニック光触媒では,Auのプラズモン共鳴励起によるホット電子が,TiO2の伝導帯に注入され,水から水素が生成する。AuおよびTiO2の大きさや形状による吸収波長の広帯域化や電荷分離の長寿命化から,水素生成の高効率化が達成できる。

【目次】
1.はじめに
2.Au/TiO2プラズモニック光触媒反応の一分子,一粒子発光
2.1　Au/TiO2光触媒反応の一分子,一粒子蛍光
2.2　AuNR/TiO2 プラズモニック光触媒
2.3　Au 内包中空TiO2 集積体(3D yolk-shell Au/TiO2)プラズモニック光触媒
3.Au/TiO2 メソ結晶(Au/TMC)プラズモニック光触媒
3.1　Au/TMC プラズモニック光触媒
3.2　AuNR/TMC プラズモニック光触媒
3.3　Au/還元型TMC(Au/RTMC)プラズモニック光触媒
4.Au/チタン酸ランタン(La2Ti2O7=LTO)プラズモニック光触媒(Au/LTO)
4.1　黒リン(BP)/Au/LTO プラズモニック触媒
4.2　AuNR/ナノ階段構造LTO(LTO NSP)プラズモニック光触媒
5.おわりに

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酸化物半導体をベースとしたプラズモニック光触媒による水分解
Oxide Semiconductor-Based Plasmonic Photocatalysts for Water Splitting

　太陽光水分解による,水素をはじめとしたいくつかの有用な化学物質の製造は,世界のエネルギー・環境問題を解決する技術の1つとして期待されている。ここでは特に,酸化物半導体をベースとしたプラズモニック光触媒の製造プロセスとその水分解特性に関する最近の研究を紹介する。

【目次】
1.はじめに
2.光触媒による水分解
3.LSPRによる光触媒能の向上
4.プラズモニック光触媒による水分解
4.1　二酸化チタン
4.2　酸化鉄
4.3　その他の酸化物半導体
5.おわりに

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プラズモニック光触媒における重要な因子:金ナノ粒子サイズおよび担体効果
Size and Support Effects on Gold Nanoparticle-Based Plasmonic Photocatalysts

　近年,活発に研究されているプラズモニック光触媒は非常にフレキシブルであり,さまざまな要因で千差万別に変化する。本稿では,プラズモニック光触媒に対して大きな影響を与える因子である金ナノ粒子のサイズと担体の効果について,我々の最新の研究であるバイモーダル型とハーフカットナノエッグ型を軸に解説する。

【目次】
1.はじめに
2.原理
3.実際の触媒反応系
3.1　水の酸化反応
3.2　バイモーダルAu/TiO2
3.3　ハーフカットナノエッグ型
4.まとめ

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プラズモニック複合触媒の創製と光アシスト有機物変換
Development of Plasmonic Nanocomposite Catalysts and Photo-Assisted Organic Transformation

　形状制御した光アンテナとしてのプラズモン粒子と,触媒活性点としてナノ粒子や光応答性金属錯体との距離や配置を精密制御したナノ構造光触媒を開発した。これら新規触媒群を用いた可視光照射下での選択水素化反応,酸化反応,カップリング反応などの種々の有機物変換反応における反応促進効果について概説する。

【目次】
1.はじめに
2.メソポーラスシリカ内包プラズモニックPdAgナノ粒子
3.Ru錯体/プラズモニックAgナノ粒子複合触媒
4.Pd担持還元型酸化グラフェン(rGO)被覆Auナノロッド触媒
5.Au@Pdコアシェルナノ粒子内包塩基性MOF触媒
6.おわりに

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Auプラズモニック光触媒の機能化　　　　　　　　　　　　　　　　
Functionalization of Gold Plasmonic Photocatalysts

　新規な可視光応答型光触媒として,機能化した金プラズモニック光触媒を紹介する。酸化チタン上に金および白金助触媒を適切に担持することにより,光応答サイトと還元サイトが分離され,反応速度が大きくなる。金と酸化タングステンを組み合わせた光触媒は広範囲の可視光を利用できる。これらの光触媒を有機化合物の還元反応,水素生成反応などに利用した。

【目次】
1.はじめに
2.反応機構
3.分離型(Au/TiO2-M)
3.1　ニトロベンゼンの還元反応(Au/TiO2-Ag)
3.2　水素生成反応(Au/TiO2-Pt)
3.3　酸素生成反応(Au/TiO2-Pt)
4.共存型(M/Au/MOx)
4.1　含塩素芳香族化合物の脱塩素反応(Pd/Au/TiO2)
4.2　水素生成反応(Pt/Au/WO3)
5.おわりに

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導電性セラミック材料のMie共鳴を用いたナノ光触媒の創成　　　　　　　　　　　　　　　　
Designing Nano-Photocatalysts Based on Mie Resonances in Conductive Ceramics

　安価かつ高効率で太陽光や熱エネルギーを利用できるナノ触媒として,導電性セラミクスと半導体光触媒とを組み合わせたナノ触媒の持つ可能性は大きい。本稿では導電性セラミック材料の持つ可視帯域の表面プラズモン共鳴やMie共鳴を活かし,光吸収と電荷分離を向上させたハイブリッドナノ材料の開発例について紹介する。

【目次】
1.はじめに
2.窒化チタンのMie共鳴の光触媒応用
3.インジウム酸化錫のMie共鳴の光触媒応用
4.まとめ

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[マーケット情報]

レアアース工業の市場動向

　世界のレアアース資源の70%は中国で生産されている。2010年の尖閣諸島沖での中国漁船衝突を契機に中国政府が輸出量を絞ったことから,レアアースの国際価格は翌年にかけて暴騰し,ハイブリッド車やエアコンなどレアアースを使用している製品価格が軒並み上昇して世界経済に大混乱をきたした。2012年6月に日米欧の各国が中国の不当性をWTOに提訴,翌2013年にWTOの上級審が日米欧の主張を認めたため決着し,2015年1月には中国がレアアースの輸出枠の撤廃,また,5 月には輸出税も廃止したため,ほとんどのレアアースの価格は暴騰前の水準に戻った。一方,国際価格の暴騰以後,代替材料の開発やインド,ベトナムなどの開発による脱中国の動きが本格化しており,経営悪化に苦しむ中国企業が増加している。

【目次】
1.概要
2.需給動向
2.1　酸化セリウム(CeO2)・セリウム化合物
2.2　 酸化イットリウム(Y2O3)・酸化ユーロピウム(Eu2O3)
2.3　酸化ランタン(La2O3)
2.4　ミッシュメタル
2.5　その他製品
3.業界動向
3.1　供給先確保
3.2　リサイクル関連
3.3　使用量低減・代替材料関連

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[ケミカルプロフィル]

シアン酸ナトリウム(Sodium cyanate)
臭化エチル(Ethyl bromide)
ナフテン酸金属塩(Naphthenic soaps)

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[ニュースダイジェスト]

・海外編
・国内編