Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
本研究の目的は、半導体光触媒活性をもつ層状ニオブ酸のナノシート液晶を機能性有機分子などと融合させ、光機能性の融合マテリアルを構築することである。無機ナノシート液晶を融合マテリアルの基盤物質に用いることで、液晶性に由来するマクロ集積構造を形成させ、特異な光機能を発現する新規材料系の創出を期待した。平成２６年度は、ナノシート液晶のマクロ集積の多様化と、ナノシートの集積を利用した光触媒系の構築とを検討した。ナノシート液晶のマクロ集積は、液晶のドメイン成長制御と外場配向とを組み合わせることで、sub-mm～mmスケールのマクロ構造を形成させる技術で、網目状および縞状のマクロ構造が得られる。構造形成を詳細に調べたところ、網目状構造の形成にあっては、ナノシート濃度が主たる制御因子であり、ナノシート濃度が高くなるに連れ、単離構造から網目構造さらには入れ子構造へと変化することがわかった。縞状構造については、縞の形成がナノシートの沈降に伴う過渡的な現象であり、ナノシートドメインの沈降に伴う変形と連結が生じ、これによってナノシートが縞状に連なることがわかった。ナノシートの集積を利用した光触媒系として、半導体光触媒活性をもつニオブ酸ナノシートを粘土ナノシートと混合し、これに白金助触媒を加え、さらに高濃度のNaClで粒子成分をヘテロ凝集させた多成分系を構築した。その結果、水からの光触媒的水素発生において、特異な活性向上が見られた。ニオブ酸と粘土の2種類の粒子を含み、白金助触媒が粘土粒子に担持され、さらにNaClを加えたヘテロ凝集系が最高の活性を示し、この活性は、粘土とNaClのいずれか一方が欠けても発現せず、電解質をCaCl2に代えても発現しない。また、白金助触媒は、光不活性な粘土に担持した方がニオブ酸ナノシートに担持した系よりも活性が高くなった。
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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Physical Chemistry Chemical Physics
Volume: 17 Issue: 8 Pages: 5547-5550
10.1039/c4cp06083k
Journal of Nanoscience and Nanotechnology
Volume: 15
粘土科学
Volume: 53 Pages: 59-62
C & I Communication
Volume: 39(4) Pages: 9-11
40020460134
Journal of Materials Science
Volume: 49 Issue: 2 Pages: 915-922
10.1007/s10853-013-7777-8
Physical Chemistry and Chemical Physics
Volume: 16 Issue: 3 Pages: 955-962
10.1039/c3cp54140a
Soft Matter
Volume: 10 Issue: 18 Pages: 3161-3165
10.1039/c3sm52311j
Clay Science
Volume: 17 Pages: 23-29
