2021 Fiscal Year Annual Research Report
| Project/Area Number |
18H01709
|
|---|
| Research Institution | Hiroshima University |
|---|
Principal Investigator |
犬丸 啓 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (80270891)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
片桐 清文 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (30432248)
樽谷 直紀 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 助教 (60806199)
田中 将嗣 九州工業大学, 大学院工学研究院, 准教授 (90597650)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | 多孔体 / CO2吸着剤 / 人工光合成 / 層状複水酸化物 / LDH / 光触媒 / 水分解 / 助触媒 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，無機物質をベースに，ナノレベルや原子・分子レベルの複合構造などに特定の結晶面や接合界面を作り込み，その界面・結晶面を主役として発現する機能の学理を探求する．複合的なナノ構造をもつ材料は，分子レベル→ナノレベル→それ以上のスケールへ構造を積み上げた階層構造をもつ．我々は，系を特徴づける階層同士が機能面で絡み合い発現する機能を「階層機能」と定義し焦点をあて，研究を展開してきた．階層機能では，異なる階層同士が，その接合界面を介して，分子やイオンのような化学種，機械的力，電子や電荷をやり取りし，機能面で協奏し機能を発揮する．本研究では，このコンセプトをさらに発展させ，より一般化した「無機ナノ複合構造の界面機能化学の開拓」を目指す．面を介してやり取りするものとして，今回，電子や正孔，イオンや分子，界面での機械的な力などを想定する.
本年度の主たる成果として，新しいCO2吸着剤を目指した層状複水酸化物（LDH)の研究においては，CO2の脱離特性に金属イオン比が大きく影響すること，CO2分子の脱離が起こるために層間の炭酸イオンのC-O結合が解離しCO2と酸化物イオンとなる必要があるが，このステップは水酸化物層の部分的脱水酸基により一旦生成した配位不飽和サイトに炭酸イオンが配位した構造を経て起こること，その反応の開始の条件としての水酸化物層の脱水酸基反応の重要性について実験と理論計算の双方から議論を深めることができた．さらに，人工光合成系における遷移金属酸化物助触媒の作動原理について，粒子系の助触媒の結晶面の反応性が助触媒機能に大きく寄与する場合があることを初めて見出した．
|
| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
|
