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高効率非対称キャパシタ開発に向けた水酸化ニッケルの化学組成とメソ・マクロ構造設計

Research Project

Project/Area Number 16J09720
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Inorganic industrial materials
Research InstitutionOsaka Prefecture University

Principal Investigator

樽谷 直紀  大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords水酸化ニッケル / メソポーラス材料 / ナノビルディングブロック / 疑似キャパシタ / エポキシド誘起アルカリ化 / 蒸発誘起自己組織化
Outline of Annual Research Achievements

申請者は「高効率非対称キャパシタ開発に向けた水酸化ニッケル(Ni(OH)2)の化学組成とメソ・マクロ構造設計」を課題とした研究に取り組んだ。本課題では、微細結晶を合成し、ナノビルディングブロック(NBB)として活用することで、メソ・マクロ構造の制御を目指している。初年度である本年は、以下の2点を目標として研究を進めた。
(1)その場観察による核生成、結晶成長、粒子凝集プロセスの解明
Ni(OH)2をNBBとした材料設計を行うあたり、エポキシドを用いたアルカリ化プロセスを採用した。小角X線散乱測定、赤外分光測定、紫外-可視-近赤外分光測定を用いたその場観察により形成機構の解明を図り、結果として1次粒子の成長は反応開始後20分で完結し、それ以降は徐々に粒子同士が凝集していくことが明らかとなった。また、結晶表面にはカルボン酸が吸着しており、その量によって分散安定性を制御可能であることが見出された。以上を基に合成条件を検討することで、2 nm程度の安定分散したNi(OH)2 NBBの合成に至った。
(2)スプレー乾燥法を用いたメソ・マクロポーラスNi(OH)2の作製および化学組成・メソ構造制御
界面活性剤のナノ相分離構造を鋳型として利用する手法により、メソ細孔構造を有する材料作製を行った。(1)に基づき合成したNi(OH)2 NBBと界面活性剤を混合し、溶液をスプレードライすることで蒸発誘起乾燥プロセスによって、鋳型の界面活性剤とNi(OH)2 NBBからなるハイブリッド粒子を得た。鋳型を除去した50-2000nmの球状粒子内部には、直径7 nm程度の大きさの揃ったメソ構造が均一に導入されていた。また、マクロ細孔構造の導入は、Ni(OH)2 NBB表面の機能性カルボン酸分子を化学的に連結させることで導入可能であることを見出した。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Report

(1 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] Universidad Nacional de San Martin/Universidad de Buenos Aires/Comision Nacional de Energia Atomica(Argentina)

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Journal Article] Single-nanometer sized low-valence metal hydroxide crys-tals: synthesis via epoxide-mediated alkalinization and as-sembly towards functional mesoporous materials2016

    • Author(s)
      Naoki Tarutani, Yasuaki Tokudome, Matias Jobbagy, Federico A. Viva, Galo J. A. A. Soler-Illia, Masahide Takahashi
    • Journal Title

      Chemistry of Materials

      Volume: 28 Issue: 16 Pages: 5606-5610

    • DOI

      10.1021/acs.chemmater.6b02510

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 層状金属水酸化物ナノ結晶をビルディングブロックとする規則的メソ多孔性材料の作製2017

    • Author(s)
      樽谷直紀, 徳留靖明, 高橋雅英, Matias Jobbagy, Federico A. Viva, Galo J. A. A. Soler-Illia
    • Organizer
      日本セラミックス協会2017年年会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2017-03-17
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Synthesis of single-nm sized layered hydroxide nanocrystals and assembly toward mesoporous materials.2016

    • Author(s)
      N. Tarutani, M. Jobbagy, F. A. Viva, G. J. A. A. Soler-Illia, M. Takahashi
    • Organizer
      The 2nd International Conference on NanoMaterials
    • Place of Presentation
      Flic-en-Flac, Mauritius
    • Year and Date
      2016-09-07
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] メソ構造体形成に向けた層状水酸化物ナノ結晶の成長制御2016

    • Author(s)
      樽谷直紀, 徳留靖明, 高橋雅英, Matias Jobbagy, Federico A. Viva, Galo J. A. A. Soler-Illia
    • Organizer
      日本ゾル-ゲル学会第14回討論会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2016-08-08
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Synthesis of nanocrystalline layered hydroxide salt mesoporous films and pseudomorphic conversion to mesostructural transition metal compounds.2016

    • Author(s)
      N. Tarutani, M. Jobbagy, F. A. Viva, G. J. A. A. Soler-Illia, M. Takahashi
    • Organizer
      13th International Conference on Ceramic Processing Science
    • Place of Presentation
      Nara, Japan
    • Year and Date
      2016-05-08
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2016-05-17   Modified: 2024-03-26  

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