(Special session) Powder Purification Engineering Division Committee "Student Award Session"

[1K0201-08-01] Photocatalytic H2 evolution over the photocatalyst composites derived of tailings of Cu smelting in Uzbekistan

○Shogo Ito^{1[Student presentation: Bachelor’s course]}, Chitiphon Chuaicham², Wenan Cai¹, Keiko Sasaki¹ (1. Waseda university, 2. Chulalongkorn University)

Chairperson: 松岡　光昭（関西大学）、綱澤　有輝（産業技術総合研究所）

Keywords:Photocatalyst, TiO2, Hydrogen evolution, Copper flotation tailing, Hydrothermal synthesis

ウズベキスタンは世界有数の銅産出国であり、開発投資が進んでおり、2026年までに生産量を倍増すると発表している。これに応じて精錬尾鉱の量も増え、活用が検討されている。また、同国は広大な砂漠と豊富な日射量も持ち合わせており、日本ではこれらを活かした水素製造技術の確立を同国とともに推進するプロジェクトを開始した。このような枠組みの中で、本研究ではグリーン水素製造技術の一環として、ウズベキスタンの銅精錬尾鉱を利用した光触媒の開発を目指している。入手した上記粉末試料は結晶性が低いため、温度、雰囲気、時間をパラメーターとして様々な条件下での焼成を行ったところ、900℃で焼成したものはCuFe₂O₄とFe₃O₄からなる複合体となり、この存在下でTiO₂をその場水熱合成した複合体は、水素生成光触媒活性がTiO₂単相の約1.7倍となった。積分球式拡散反射法、X線光電子分光法、Mott-Schoky法により推定した光励起機構から、この反応はTypeⅡに分類され、励起電子が蓄積するTiO₂表面で還元反応が促進され、CuFe₂O₄との間に良好な接合が形成され、正孔マスキング剤であるトリエタノールアミン共存下で、励起電子の再結合が起こることなく、活性が持続したと考えられる。