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層状チタン酸塩の破裂剥離による多孔質/黒色チタニアナノシート光触媒の創製

Research Project

Project/Area Number 21F20040
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Review Section Basic Section 36010:Inorganic compounds and inorganic materials chemistry-related
Research InstitutionNational Institute for Materials Science

Principal Investigator

井出 裕介  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 主幹研究員 (40449327)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) DOUST KHAH HERAGH ESMAEIL  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2021-04-28 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords層状チタン酸塩 / 層状ケイ酸塩 / 水素製造
Outline of Research at the Start

グラフェンの高性能化、あるいは、ゼオライ合成では実績のある材料設計法を酸化チタン系に巧く適用することで新規酸化チタンナノ構造体を設計し、水からの水素製造や、二酸化炭素からの高価値化学品の合成に対して、既存光触媒を凌駕する光触媒活性を発現させる。

Outline of Annual Research Achievements

層状ケイ酸塩にて開発した新規剥離手法「破裂剥離」を層状チタン酸塩に適応したところナノシートが得られたなったため、同手法には拘らず、高活性な酸化チタン系ナノシート光触媒の創製に挑んだ。層状チタン酸塩を希塩酸中処理し、その後120℃で加熱するといった工業化/大量合成も可能な、簡便かつ安全な手法によって、Clで表面修飾された酸化チタン(ルチル)ナノシートが得られ、水からのソーラー水素発生に対して黒色チタニア等の既存酸化チタン系を凌駕する活性が得られた。黒色チタニアで提唱されているバンドギャップ制御でななく、バンドシェイプ制御に基づく光触媒機構も提唱した。
また、層状ケイ酸塩の新たな剥離手法(層表面に固定したイミノ二酢酸の反発等を利用した)をも提案し、得られたナノシートにPdナノ粒子を担持した材料が水素キャリアからの水素生成に対して既存Pd系を凌駕する活性を示すことも明らかとした。

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)
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (3 results)

All 2022 2021

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 3 results)

  • [Journal Article] Structural Conversion of Cu-Titanate into Photoactive Plasmonic Cu-TiO2 for H2 Generation in Visible Light2022

    • Author(s)
      Esmat Mohamed、Doustkhah Esmail、Abdelbar Mostafa、Tahawy Rafat、El-Hosainy Hamza、Abdelhameed Mohamed、Ide Yusuke、Fukata Naoki
    • Journal Title

      ACS Sustainable Chemistry & Engineering

      Volume: 10 Issue: 13 Pages: 4143-4151

    • DOI

      10.1021/acssuschemeng.1c07555

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Nanoarchitecturing bimetallic manganese cobaltite spinels for sonocatalytic degradation of oxytetracycline2022

    • Author(s)
      Hassandoost Ramin、Kotb Ahmed、Movafagh Zahra、Esmat Mohamed、Guegan Regis、Endo Saki、Jevasuwan Wipakorn、Fukata Naoki、Sugahara Yoshiyuki、Khataee Alireza、Yamauchi Yusuke、Ide Yusuke、Doustkhah Esmail
    • Journal Title

      Chemical Engineering Journal

      Volume: 431 Pages: 133851-133851

    • DOI

      10.1016/j.cej.2021.133851

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] In Situ Blue Titania via Band Shape Engineering for Exceptional Solar H2 Production in Rutile TiO22021

    • Author(s)
      Esmail Doustkhah, M. Hussein N.Assadi, Kenji Komaguchi, NaoTsunoji, Mohamed Esmat, Naoki Fukata, Osamu Tomita, Ryu Abe, Bunsho Ohtani, Yusuke Ide
    • Journal Title

      Applied Catalysis B: Environmental

      Volume: - Pages: 120380-120380

    • DOI

      10.1016/j.apcatb.2021.120380

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2021-05-27   Modified: 2024-03-26  

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