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ハイブリッド酸化チタンナノチューブ光触媒の創製

Research Project

Project/Area Number 18686901
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Structural/Functional materials
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

土谷 博昭  Osaka University, 大学院・工学研究科, 助教 (50432513)

Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥19,370,000 (Direct Cost: ¥18,200,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2007: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2006: ¥14,300,000 (Direct Cost: ¥14,300,000)
Keywordsアノード酸化 / 酸化チタン / ナノチューブ / 貴金属担持 / 窒素ドーピング / アパタイト生成
Research Abstract

貴金属担持では前年度パラジウムを用いて確立した手法を用い、光媒体特性を向上させる白金担持をアノード酸化により作製した酸化チタンナノチューブ上へ行うと、分散担持せずチューブ径より大きな析出物が生成するだけであった。そこで溶液にアンモニアを加えpH、白金イオンの価数を制御することで、白金ナノ微粒子を分散担持することができることが分かった。さらに白金を担持することで酸化チタンナノチューブの光応答性が向上することが明らかとなった。
アノード酸化チタンナノチューブに、アンモニア中で熱処理を行うことで可視光応答性を付与することに成功したが、一方で腐食性のアンモニアガスを使用するため基板を損傷する、後のハイブリッドプロセスに影響を及ぼすことが問題であった。そこで腐食性ガスを使用しない新たな窒素ドーブ方の探索を行った。その結果、アノード酸化に用いるTi基板に予め窒素を含有させ、それをアノード酸化する方法を見出した。アーク溶解によりTi-N合金を作製しアノード酸化することで窒素ドーブされた酸化チタン層が形成し可視光応答性を得ることが出来たが、アーク溶解により作製したTi-N合金の組織が不均一なために形成したナノチューブ層の形態には場所による不均一性が確認された。この形態の不均一性は合金組織の均一性を向上させることにより改善され、また、この手法は後のハイブリッドプロセスに影響を及ぼさないため、本手法は新規窒素ドーブ手法として期待されうるといえる。
実用を目指した研究として、酸化チタンナノチューブ層の形成を大面積の基板へ行うこと、ナノチューブ層形成時間の短縮に関する検討を行った。その結果、基板の縁近傍はエッジ効果が見られるものの、それ以外の箇所ではある程度均一なナノチューブ層が形成できることが明らかとなった。また溶液に加えるフッ化物の種類を変えることでナノチューブ形成時間の大幅な短縮に成功した。

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2008 2007

All Presentation (11 results)

  • [Presentation] アノード酸化により形成する酸化物層の形態に及ぼす合金組成の影響2008

    • Author(s)
      土谷博昭
    • Organizer
      電気化学会第75回大会
    • Place of Presentation
      山梨大学
    • Year and Date
      2008-03-29
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] アノード酸化物ナノチューブ層の形態・構造に及ぼす材料因子の影響2008

    • Author(s)
      赤木俊文
    • Organizer
      日本金属学会2008年春季大会
    • Place of Presentation
      武蔵工業大学
    • Year and Date
      2008-03-27
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] アノード酸化により形成したTiO2ナノチューブ層上でのHAp生成挙動2008

    • Author(s)
      土谷博昭
    • Organizer
      日本金属学会2008年春季大会
    • Place of Presentation
      武蔵工業大学
    • Year and Date
      2008-03-27
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] アノード酸化により作製したTiO2ナノチューブ電極の高機能化2008

    • Author(s)
      本田真司
    • Organizer
      日本金属学会2008年春季大会
    • Place of Presentation
      武蔵工業大学
    • Year and Date
      2008-03-26
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] アノード酸化プロセスによるTiO2ナノチューブの作製2007

    • Author(s)
      赤木俊文
    • Organizer
      日本鉄鋼協会・日本金属学会関西支部平成19年度第3回材料化学研究会
    • Place of Presentation
      兵庫県立大学
    • Year and Date
      2007-12-10
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 酸化物ナノチューブの形態に及ぼす材料因子の影響2007

    • Author(s)
      赤木俊文
    • Organizer
      コロージョン・ドリーム2007若手研究者セミナー
    • Place of Presentation
      東京工業大学
    • Year and Date
      2007-11-30
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 構造制御した酸化チタンへの貴金属担持2007

    • Author(s)
      藤本慎司
    • Organizer
      日本金属学会2007年秋季大会
    • Place of Presentation
      岐阜大学
    • Year and Date
      2007-09-21
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Formation of oxide nanotubes layers on titanium alloys2007

    • Author(s)
      土谷博昭
    • Organizer
      E-MRS Fall Meeting 2007
    • Place of Presentation
      Warsaw University of Technology(Poland)
    • Year and Date
      2007-09-20
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Anodic titanium oxide nanotube coating for biomedical applications2007

    • Author(s)
      土谷博昭
    • Organizer
      E-MRS Fall Meeting 2007
    • Place of Presentation
      Warsaw University of Technology(Poland)
    • Year and Date
      2007-09-20
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] アノード酸化物ナノチューブ層の形態・構造に及ぼす材料因子の影響2007

    • Author(s)
      赤木俊文
    • Organizer
      日本金属学会2007年秋季大会
    • Place of Presentation
      岐阜大学
    • Year and Date
      2007-09-19
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] アノード酸化による酸化物ナノ構造体の作製とその応用2007

    • Author(s)
      土谷博昭
    • Organizer
      日本材料学会腐食防食委員会第258回例会
    • Place of Presentation
      たかつガーデン(大阪)
    • Year and Date
      2007-09-04
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2016-04-21  

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