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Controlling function of solid catalysts by Atomic Layer Deposition (ALD) technique in the liquid phase

Research Project

Project/Area Number 18K04832
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 27030:Catalyst and resource chemical process-related
Research InstitutionSaitama University

Principal Investigator

Ogihara Hitoshi  埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (60452009)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2019: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2018: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Keywords酸化物ナノレイヤー / 複合酸化物ナノ粒子 / ナノカーボン / 金属前駆体 / 電極触媒 / 複合酸化物ナノ材料 / 水電解 / LaCoo3 / 触媒 / 触媒調製 / 原子層堆積法 / 酸化物層 / 不均一系触媒
Outline of Final Research Achievements

Functional materials were developed using the atomic layer deposition technique in the liquid phase. A solution containing metal precursors was dropped into nanocarbon powders and the solvent was removed, metal precursors are deposited on the nanocarbon surface on a nanoscale. For example, when tetraethyl orthosilicate was used as a precursor, a silica layer of several nanometers was obtained.
We named this liquid-phase atomic layer deposition method the "precursor accumulation method" and developed the synthesis of oxide nanomaterials by this method. We found that LaCoO3 nanoparticles can be synthesized by an extremely simple process and that the obtained LaCoO3 nanoparticles are highly active as an anode catalyst for water electrolysis. The results also suggest that the precursor accumulation method may be applicable to the synthesis of various mixed-metal oxide nanoparticles.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では,触媒を含む固体材料表面にナノサイズの酸化物をコーティングする手法を開発し,これを応用して複合酸化物ナノ粒子の合成を達成した。(複合)酸化物ナノ物質は触媒分野のみならず,幅広い応用範囲をもつ材料である。これまでに(複合)酸化物ナノ粒子を合成する様々な液相法が開発されているが,化学反応に依拠しているため,異分野研究者が活用することが難しかった。前駆体集積法は簡便・安価・安全なプロセスで,特殊な装置は不要である。異分野研究者でも合成できるため,化学分野のみならず応用物理(キャパシタなど)や環境処理(吸着剤利用など)の異分野にまで波及するような,学際研究への展開が期待される。

Report

(4 results)
  • 2021 Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2021 2020 2019 2018

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] Precursor accumulation on nanocarbons for the synthesis of LaCoO3 nanoparticles as electrocatalysts for oxygen evolution reaction2021

    • Author(s)
      Aoi Sakamaki, Hitoshi Ogihara, Miru Yoshida-Hirahara, Hideki Kurokawa
    • Journal Title

      RSC Advances

      Volume: 11 Issue: 33 Pages: 20313-20321

    • DOI

      10.1039/d1ra03762e

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Coating of Silica Nanolayers on Carbon Nanofibers via the Precursor Accumulation Method2020

    • Author(s)
      Hitoshi Ogihara,* Norihiro Usui, Miru Yoshida-Hirahara, Hideki Kurokawa
    • Journal Title

      Langmuir

      Volume: 36 Issue: 11 Pages: 2829-2836

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.0c00083

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 前駆体集積法によるペロブスカイト型酸化物ナノ粒子の汎用的合成法の開発2020

    • Author(s)
      矢口美寿里・樋口まい・平原実留・荻原仁志・黒川秀樹
    • Organizer
      126回触媒討論会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 液相での酸化物コーティング技術を利用したペロブスカイト型酸化物の新規合成法の開発2019

    • Author(s)
      樋口まい,平原実留,荻原仁志,黒川秀樹
    • Organizer
      第68回石油学会研究発表会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 液相での酸化物集積プロセスによるペロブスカイト型酸化物ナノ粒子の合成と触媒への応用2019

    • Author(s)
      酒巻 葵,平原実留,荻原仁志,黒川秀樹
    • Organizer
      第68回石油学会研究発表会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 酸化物集積プロセスによって合成したペロブスカイト型酸化物の酸素発生反応への応用2019

    • Author(s)
      酒巻葵,平原実留,荻原仁志,黒川秀樹
    • Organizer
      第8回JACI/GSCシンポジウム
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 液相における前駆体集積法を用いたペロブスカイト型酸化物新規合成法の開発2019

    • Author(s)
      樋口まい,矢口美寿里,荻原仁志,黒川秀樹
    • Organizer
      第124回触媒討論会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 前駆体集積法を用いたLaCoO3ナノ粒子の合成と酸素発生反応への応用2019

    • Author(s)
      酒巻葵,荻原仁志,黒川秀樹
    • Organizer
      第124回触媒討論会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 液相での酸化物層堆積プロセスによるPtナノ粒子のシンタリング抑制2018

    • Author(s)
      臼井啓皓、荻原仁志、黒川秀樹
    • Organizer
      第23回JPIJS若手研究者のためのポスターセッション
    • Related Report
      2018 Research-status Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2023-01-30  

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