TiO2半導体電極における光増感電解酸化

藤嶋 昭; 本多 健一; 菊池 真一

doi:10.1246/nikkashi1898.72.108

TiO₂半導体電極における光増感電解酸化

藤嶋昭, 本多健一, 菊池真一

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ジャーナルフリー

1969 年 72 巻 1 号 p. 108-113

DOI https://doi.org/10.1246/nikkashi1898.72.108

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発行日: 1969/01/05 受付日: 1968/09/17 J-STAGE公開日: 2011/09/02 受理日: - 早期公開日: - 改訂日: -
訂正情報
訂正日: 2011/09/02 訂正理由: - 訂正箇所: 論文抄録訂正内容: 訂正前 : n型半導体であるTiO₂(ルチル)を電極に用いて分極挙動を測定した。光照射しない時にはカソード分極下で水素発生が起こるが,アノード分極下ではほとんど電解電流が流れず顕著な電解整流作用を示した。TiO₂電極表面に光照射すると,カソード電流は変化しないがアノード電流は著しく増加する。この電流はTiO₂のバンドギァプ3.0eVに相当する415mμ以下の波長の光によってのみ生じ,また電流の大きさは光強度に比例する。立ち上り電位はpH4.7では-0.5V(vs.SCE)である。この電解酸化反応は従来n型半導体で報告されている電極自身の溶解反応ではなくて,水の電解による酸素の発生であることを確かめた。このことはいわゆる平衡電位より約1V以上も卑な電位で酸素発生がおこる"光増感電解酸化"であり,光のエネルギーを半導体が吸収したためである。またI^-のI₂への酸化も平衡電位より卑で起こることを確かめた。機構については半導体のバンドモデルから考察した。
訂正後 : n型半導体であるTiO₂(ルチル)を電極に用いて分極挙動を測定した。光照射しない時にはカソード分極下で水素発生が起こるが,アノード分極下ではほとんど電解電流が流れず顕著な電解整流作用を示した。TiO₂電極表面に光照射すると,カソード電流は変化しないがアノード電流は著しく増加する。この電流はTiO₂のバンドギァプ3.0eVに相当する415mμ以下の波長の光によってのみ生じ,また電流の大きさは光強度に比例する。立ち上り電位はpH4.7では-0.5V(vs.SCE)である。この電解酸化反応は従来n型半導体で報告されている電極自身の溶解反応ではなくて,水の電解による酸素の発生であることを確かめた。このことはいわゆる平衡電位より約1V以上も卑な電位で酸素発生がおこる“光増感電解酸化”であり,光のエネルギーを半導体が吸収したためである。またI^-のI₂への酸化も平衡電位より卑で起こることを確かめた。機構については半導体のバンドモデルから考察した。

訂正日: 2011/09/02 訂正理由: - 訂正箇所: 引用文献情報訂正内容: Wrong : 1) W. H. Brattain, C. G. B. Garrett, Bell System Tech. J., 34, 129 (1955).
2) M. Green, “Modern Aspect of Electrochemistry” (Ed. Bockris), Butterworth Sci. Pub. Vol. II (1959) p. 343.
3) J. F. Dewald, Semicondoctor Electrode in “Semiconductors”ACS Monograph No. 140, Reinhold Pub. Co. New York (1959).
4) R. Williams, J. Chem. Phys, 32, 1505 (1960).
5) H. Gerischer, J. Electrochem. Soc., 113, 1174 (1966).
6) H. Gerischer, Z. Phys. Chem. N. F., 49, 112 (1966).
7) F. Lohmann, Ber. Bunsen. Phys. Chem., 70, 87, 428(1966).
8) W. W. Harvey, J. Electrochem. Soc., 114, 472 (1967).
9) S. R. Morrison, T. Freund, J. Chem. Phys., 47, 1543(1967).
10) T. 0. Rouse, J. L. Weininger, J. Electrochem, Soc., 113, 184 (1966).
11) K. Hauffe, J. Range, Ber. Bunsen. Phys. Chem., 71, 690 (1967).
12) P. J. Boddy, J. Electrochem. Soc., 115, 199 (1968).
A. Uhlir, Jr., Bell System Tech. J., 35, 333(1956).
14) S. O. Izidinov, T. I. Borisova, V. L Veselovskii, Zh. Fiz. Khim., 36, 1246 (1962).
15) Yu. V. Pleskov, Dokl. Akad. Nauk SSSR, 143, 1399(1962).
16) H. Qerischer, Ber. Bunsen. Phys. Chem., 69, 579(1965).
17) D. C. Cronemeyer, Phys. Rev., 87, 876 (1952).
19) M. Pourbaix, Atlas d'Equilibres Electrochimiques, Ganthier-Villais, Paris (1963) p. 97.
20) J. F. Dewald, J. Phys. Chem. Solids, 14, 155 (1960).
21) H. Gerischer, “Advances in Electrochemistry and Electrochemical Engineering” ed. by P. Delahay, C.
21) H. Gerischer, “Advances in Electrochemistry and Electrochemical Engineering” ed. by P. Delahay, C. Tobias, Vol. I, Interscience., NewYork, p. 139.

Right : 1) W. H. Brattain, C. G. B. Garrett, Bell System Tech. J., 34, 129 (1955).
2) M. Green, “Modern Aspect of Electrochemistry” (Ed. Bockris), Butterworth Sci. Pub. Vol. II (1959) p. 343.
3) J. F. Dewald, Semicondoctor Electrode in “Semiconductors”ACS Monograph No. 140, Reinhold Pub. Co. New York (1959).
4) R. Williams, J. Chem. Phys, 32, 1505 (1960).
5) H. Gerischer, J. Electrochem. Soc., 113, 1174 (1966).
6) H. Gerischer, Z. Phys. Chem. N. F., 49, 112 (1966).
7) F. Lohmann, Ber. Bunsen. Phys. Chem., 70, 87, 428(1966).
8) W. W. Harvey, J. Electrochem. Soc., 114, 472 (1967).
9) S. R. Morrison, T. Freund, J. Chem. Phys., 47, 1543(1967).
10) T. O. Rouse, J. L. Weininger, J. Electrochem, Soc., 113, 184 (1966).
11) K. Hauffe, J. Range, Ber. Bunsen. Phys. Chem., 71, 690 (1967).
12) P. J. Boddy, J. Electrochem. Soc., 115, 199 (1968).
A. Uhlir, Jr., Bell System Tech. J., 35, 333(1956).
14) S. O. Izidinov, T. I. Borisova, V. L Veselovskii, Zh. Fiz. Khim., 36, 1246 (1962).
15) Yu. V. Pleskov, Dokl. Akad. Nauk SSSR, 143, 1399(1962).
16) H. Qerischer, Ber. Bunsen. Phys. Chem., 69, 579(1965).
17) D. C. Cronemeyer, Phys. Rev., 87, 876 (1952).
19) M. Pourbaix, Atlas d'Equilibres Electrochimiques, Ganthier-Villais, Paris (1963) p. 97.
20) J. F. Dewald, J. Phys. Chem. Solids, 14, 155 (1960).
21) H. Gerischer, “Advances in Electrochemistry and Electrochemical Engineering” ed. by P. Delahay, C. Tobias, Vol. I, Interscience., New York, p. 139.

抄録

n型半導体であるTiO₂(ルチル)を電極に用いて分極挙動を測定した。光照射しない時にはカソード分極下で水素発生が起こるが,アノード分極下ではほとんど電解電流が流れず顕著な電解整流作用を示した。TiO₂電極表面に光照射すると,カソード電流は変化しないがアノード電流は著しく増加する。この電流はTiO₂のバンドギァプ3.0eVに相当する415mμ以下の波長の光によってのみ生じ,また電流の大きさは光強度に比例する。立ち上り電位はpH4.7では-0.5V(vs.SCE)である。この電解酸化反応は従来n型半導体で報告されている電極自身の溶解反応ではなくて,水の電解による酸素の発生であることを確かめた。このことはいわゆる平衡電位より約1V以上も卑な電位で酸素発生がおこる“光増感電解酸化”であり,光のエネルギーを半導体が吸収したためである。またI^-のI₂への酸化も平衡電位より卑で起こることを確かめた。機構については半導体のバンドモデルから考察した。

責任著者(Corresponding author)

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