2013 Fiscal Year Annual Research Report
グラフェンハイブリッドの光触媒およびエネルギー変換システムの構築
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13F03340
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
速水 真也 熊本大学, 大学院自然科学研究科, 教授
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
SALIU ALAO Amolegbe 熊本大学, 大学院自然科学研究科, 外国人特別研究員
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| Keywords | 酸化グラフェン / 金属錯体 / グラフェンハイブリッド |
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| Research Abstract |
GOはグラファイトを酸化して合成するため、グラフェン表面に酸素原子や水酸基あるいはカルボキシル基が付加して負に帯電しており、様々なカチオン性の物質と複合体を形成する。すなわち水素イオンやアルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、希土類などのイオンとハイブリッド化合物を形成させることができる。またカチオン性の機能性有機化合物や機能性金属錯体カチオンとのハイブリッド化では、磁性体や伝導体などとの複合化が可能である。これらの酸化グラフェン複合体は、酸化グラフェン水溶液にハイブリッド化させる物質の水溶液やアルコール溶液を加えるだけでハイブリッド化合物を形成することができ、容易にナノシートとして分散させることができる。
GOハイブリッド化合物において、プロトン伝導性の向上と付加的な多機能性、例えば磁性や伝導性あるいは誘電性などの機能性を発現する。そこでGO-金属イオンやGO-金属錯体のハイブリッドを静電的な相互作用により容易にハイブリッドを合成し、これらのGOにおけるプロトン伝導や発光特性と金属イオンや金属錯体におけると磁性、伝導性、誘電性、発光特性などをハイブリッドさせることにより多重機能性を協奏的に発現させた。またここで得られたGOハイブリッドをヒドラジンを用いた化学的還元、紫外線照射による光還元および電気化学的還元することにより、rGOハイブリッドを得ることができる。例えばGO-Co2+とのハイブリッドでは、還元後rGO-CoOのハイブリッドが形成され伝導性と磁性を併せ持つ非常に稀な物性を発現する。rGOは伝導性や強磁性を示すため、金属イオンや金属錯体との協奏的多重機能性を発現させた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
現在まで、研究計画に基づいた研究を遂行しており、おおむね順調に研究計画が進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
rGO・金属錯体のハイブリッドでは光触媒能の増大のみならず、レニウム錯体などを用いた場合には、発生する二酸化炭素の還元も同時に行うことが可能であり、多機能性の光触媒を開発することを目指す。
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