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Catalytic application of precious metal-like pure copper nanoparticles controlled with shape, diameter, and physical property

Research Project

Project/Area Number 19K05187
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 28010:Nanometer-scale chemistry-related
Research InstitutionChuo University

Principal Investigator

Tanaka Hideki  中央大学, 理工学部, 教授 (40312251)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords純銅ナノ粒子 / 多様性 / 電子移動反応 / エネルギー移動 / 分解反応 / 熱電材料 / 酸化反応触媒 / 銅ナノ粒子 / ゼオライト / ナノ多孔質 / 触媒効率 / PNIPAM / 熱応答材料 / 光熱変換 / セレン化銅ナノワイヤ / PEDOT:PSS / パーコレーション / 光還元法 / 電気伝導 / ゼーベック係数 / ナノシート / 光アンテナ / プラズモン発光 / メチルビオロゲン / 凝集体 / 有機酸 / 分解 / 触媒 / アクリジンオレンジ / 蛍光発光 / 電子移動 / FRET / 貴金属ライク
Outline of Research at the Start

貴金属ナノ粒子の代替として期待されているものの非常に合成が難しいとされてきた銅ナノ粒子について、貴金属ライクな特性をもった純銅ナノ粒子を合成し、これを触媒反応へ応用することを試みる。ナノ粒子については申請者らがこれまで得てきた、粒径、形状、物性面で多様性をもつ純銅ナノ粒子群を用いることで、多角的な触媒応用を目指す。

Outline of Final Research Achievements

We investigated precious metal-like pure copper nanoparticles synthesized with shape, diameter, and physical property by photo-reduction on (1) electron transfer reacion, (2) decomposition reaction, (3) developmento of thermoelectric material, and (4) development of aerobic oxidation catalytic reaction. We revealed that (1) the surface plasmon resonance of pure copper nanoparticles enhance the efficiency of electron transfer process, (2) our copper nanoparticles can be environmental-friendly decomposed by organic acids containing carboxyl groups, (3) thermoelectric property of organic thermoelectric material can be drastically improved by introduction of copper selenide nanowires due to the percolation effect, and (4) copper nanoparticles supported in pores of zeolite show high catalytic activity.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

学術的意義については、銅ナノ粒子の表面プラズモン共鳴の増強効果に関する基礎的知見、ナノ粒子の分解反応機構に関する基礎的知見、セレン化銅など半導体ナノワイヤの新しい合成手段に関する技術的知見、多孔質ゼオライトを鋳型として用いたナノサイズ金属ナノ粒子の合成に関する技術的知見が得られたことが挙げられる。一方、社会的意義に関しては、社会問題になりがちなナノ触媒の利用後の始末を単に付けられるだけでなく原材料としてリサイクル利用できる道筋を付けたこと、ユビキタス発電材料への応用に道筋をつけたこと、高効率触媒の開発に道筋を付けたことが挙げられる。

Report

(6 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (59 results)

All 2024 2023 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 3 results) Presentation (51 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Plasmonic Heating of Copper Nanoparticles with Thermoresponsive Polymers2023

    • Author(s)
      Sakane Shunya、Anji Toshiki、Yamagishi Itsuki、Kohara Issei、Tanaka Hideki
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 52 Issue: 7 Pages: 582-585

    • DOI

      10.1246/cl.230174

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    • Journal Title

      ACS Omega

      Volume: 9 Issue: 1 Pages: 970-976

    • DOI

      10.1021/acsomega.3c07156

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    • Author(s)
      Sakane Shunya、Miwa Shunichiro、Miura Tatsuki、Munakata Kazuki、Ishibe Takafumi、Nakamura Yoshiaki、Tanaka Hideki
    • Journal Title

      ACS Omega

      Volume: 7 Issue: 36 Pages: 32101-32107

    • DOI

      10.1021/acsomega.2c03335

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      Masaya Miyagawa, Kengo Nishio, Akane Shibusawa, Hitomi Kotake, and Hideki Tanaka
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 51 Issue: 5 Pages: 500-503

    • DOI

      10.1246/cl.220037

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      Volume: 753 Pages: 137615-137619

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2020.137615

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      Kengo Nishio, Masaya Miyagawa, Hideki Tanaka
    • Journal Title

      Clay Science

      Volume: 23 Issue: 4 Pages: 67-71

    • DOI

      10.11362/jcssjclayscience.23.4_67

    • NAID

      130007824920

    • ISSN
      0009-8574, 2186-3555
    • Year and Date
      2019-12-25
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      MIYAGAWA, Masaya; KOTAKE, Hitomi; NISHIO, Kengo; HIGASHI, Kohei; TANAKA, Hidek
    • Organizer
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  • [Presentation] 分散した銅ナノ粒子のプラズモン発光:ナノ構造体とエネルギー移動系の重要性2019

    • Author(s)
      宮川 雅矢,西尾 謙吾,西山 誉志貴,田中 秀樹
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    • Author(s)
      西尾謙吾・ 宮川雅矢・田中秀樹
    • Organizer
      低次元系光機能材料研究会第9回サマーセミナー2019
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    • Author(s)
      西尾 謙吾,宮川 雅矢,田中 秀樹
    • Organizer
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      2019 Research-status Report
  • [Book] 金属ナノ粒子の合成・設計・制御と応用技術2022

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      米澤 徹、中村 貴宏、安田 啓司、田中 秀樹ほか計38名
    • Total Pages
      533
    • Publisher
      サイエンス&テクノロジー
    • ISBN
      9784864282482
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      2022 Research-status Report
  • [Book] 金属ナノ粒子、微粒子の 合成、調製と最新応用技術2021

    • Author(s)
      佐藤正秀、田中秀樹ほか計66名
    • Total Pages
      558
    • Publisher
      株式会社技術情報協会
    • ISBN
      9784861048623
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      2021 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2025-01-30  

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