酸化ガリウム光触媒上に担持された銀ナノ粒子のin-situ UV-Vis拡散反射およびXAFS測定

抄録

酸化ガリウム（Ga₂O₃）光触媒にAg助触媒を担持すると，水によるCO₂還元（CO生成）活性が向上する．しかし，反応中にAgの状態が変化するため光触媒活性が低下することも知られている．本研究では，光触媒的CO₂還元を模擬した反応ガス雰囲気でin-situ UV-Vis拡散反射および軟X線領域XAFS測定を行うことにより，Ag助触媒の物理・化学状態変化のその場観察を試みた．その結果，反応前に担持されていた酸化銀は光分解され，Ag⁺として水中に溶出後，銀ナノ粒子あるいは金属的銀粒子として析出することが分かった．このような銀助触媒の動的過程は反応ガス雰囲気に依存すること，すなわち，水（水蒸気）は銀ナノ粒子の形成を促進する一方，CO₂は酸化ガリウムや酸化銀に吸着し，銀ナノ粒子の形成を抑制することも明らかとなった．