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無機複合ナノ構造の界面機能化学の開拓

Research Project

Project/Area Number 18H01709
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 26020:Inorganic materials and properties-related
Research InstitutionHiroshima 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, 助教 (90597650)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2018: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Keywords多孔体 / 二酸化炭素吸着剤 / 人工光合成 / 金属間化合物 / LDH / 界面 / エピタキシー / 磁性 / 層状複水酸化物 / 光触媒 / 二酸化炭素 / CCS
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,H28年度まで基盤研究(B)で研究を展開した.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,CrNエピタキシャル薄膜の反強磁性転移温度に与える基板の効果について,逆格子マップなど詳細なX線回折実験,とくに多軸X線回折装置による温度可変測定を進め,第一原理計算と実験・解析の両面からアプローチし,その因子に対する知見をさらに得ることができた。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,DACをめざした条件におけるCO2吸着脱離繰り返し挙動の動作機構の知見をより深化することができた。光触媒系においては,人工光合成系における金属間化合物助触媒,遷移金属酸化物助触媒も含め,総合的に議論を深めることができた.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

界面機能化学の概念の典型例と言える各項目について,成果が実像を結びつつある。

Strategy for Future Research Activity

最終年度に向けて,界面機能化学の概念に基づく横ぐしも意識しつつまとめる。

Report

(3 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report

Research Products

(24 results)

All 2021 2020 2019 2018

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (21 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 5 results) Book (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] メソポーラスシリカで包含した光触媒粒子複合体の機能2018

    • Author(s)
      犬丸啓・片桐清文
    • Journal Title

      J. Soc. Inorg. Mater., Japan

      Volume: 25 Pages: 156-161

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] DAC用吸着剤としてのLDHナノ粒子の合成とCO2吸着特性2021

    • Author(s)
      松田海斗,樽谷直紀,片桐清文,犬丸啓
    • Organizer
      日本セラミックス協会2021年年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Mg-Al 層状複水酸化物ナノ粒子のCO2放出挙動に与える組成と化学修飾の効果2020

    • Author(s)
      福﨑亮太,川下実央,樽谷直紀,片桐清文,犬丸啓
    • Organizer
      第126回触媒討論会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 層状複水酸化物ナノ粒子CO2吸着剤の繰り返し性能と動作機構2020

    • Author(s)
      川下実央,片桐清文,犬丸啓
    • Organizer
      第58回セラミックス基礎科学討論会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] (NH4)4SiW12O40 スポンジ結晶の密度測定とAr吸着による細孔構造解析2020

    • Author(s)
      松田海斗,小林優斗,道下晃,犬丸啓
    • Organizer
      日本セラミックス協会2020年年会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 無機複合ナノ構造の機能開発 - 触媒・光触媒・吸着剤 -2019

    • Author(s)
      犬丸 啓
    • Organizer
      2019年度触媒学会西日本支部 第10回触媒化学研究発表会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 層状複水酸化物ナノ粒子CO2 吸着剤の繰り返し特性と構造変化の解析2019

    • Author(s)
      川下 実央,奥田 彩花,片桐 清文,犬丸 啓
    • Organizer
      第124回触媒討論会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Controlling Selectivity and Activity of Nanostructured Photocatalysts2019

    • Author(s)
      Kei Inumaru
    • Organizer
      The 13th Pacific Rim Conference of Ceramic Societies
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] CO2 release behaviors of layered double hydroxide nanoparticles in repeated adsorption-desorption cycles2019

    • Author(s)
      Mio Kawashimo, Ayaka Okuda, Kiyofumi Katagiri, Kei Inumaru
    • Organizer
      The 13th Pacific Rim Conference of Ceramic Societies
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Unique Properties of Nanospaces of Mesoporous Silica - TiO2 Particles Composite Photocatalysts for Decomposition of Organic Molecules in Water2019

    • Author(s)
      Saki Sadamori, Yusuke Kunisaki, Kiyofumi Katagiri, Kei Inumaru
    • Organizer
      Japan-Korea International Seminar on Ceramics(JK Ceramics 36)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 無機酸化物複合ナノ構造の構築と機能 ― スポンジ 結晶の発見からナノ光触媒まで ―2019

    • Author(s)
      犬丸 啓
    • Organizer
      第57回粉体に関する討論会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Analysis of antiferromagnetic CrN finite cluster models by first principle calculation2019

    • Author(s)
      Hideaki Okamoto, Kei Inumaru
    • Organizer
      Japan-Korea International Seminar on Ceramics(JK Ceramics 36)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Nanostructured Metal Oxide Materials: From Discovery of Sponge Crystals to Nano-photocatalysts2019

    • Author(s)
      Kei Inumaru
    • Organizer
      第29回日本MRS年次大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 分子プローブ法による(NH4)xH4-xSiW12O40スポンジ結晶のミクロ細孔径の測定2019

    • Author(s)
      小林 優斗,盛田 祐輔,犬丸 啓
    • Organizer
      第33回日本吸着学会研究発表会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 層状複水酸化物のCO2吸収・放出特性に与える金属元素とナノ粒子化の効果2019

    • Author(s)
      奥田彩花・片桐清文・犬丸啓
    • Organizer
      第57回セラミックス基礎科学討論会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] メソポーラスシリカ包含TiO2粒子の 光触媒活性に与える有機物吸着能の効果2019

    • Author(s)
      定森早紀・國崎佑介・片桐清文・犬丸啓
    • Organizer
      日本セラミックス協会2019年年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 層状複水酸化物ナノ粒子のCO2 放出挙動とその繰り返し特性2019

    • Author(s)
      川下 実央・奥田 彩花・片桐 清文・犬丸 啓
    • Organizer
      日本セラミックス協会2019年年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Photocatlytic CO2 Reduction by Mesoporous Silica-Coated Photocatalyst Particles2018

    • Author(s)
      Kei Inumaru, Koki Ikeda
    • Organizer
      International Symposium on Zeolites and Microporous Crystals (ZMPC) 2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] MBE によるCrN 薄膜の合成と反強磁性転移に与えるエピタキシーの効果2018

    • Author(s)
      今田有香・日野伶哉・池田圭・和泉怜志・犬丸啓
    • Organizer
      日本セラミックス協会 第31回秋季シンポジウム
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 層状複水酸化物ナノ粒子の CO2吸収・放出挙動に与える金属元素と粒径の効果2018

    • Author(s)
      奥田彩花・飯尾奈々 ・片桐清文 ・犬丸啓
    • Organizer
      第122回触媒討論会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 酸化チタン光触媒の有機物分解選択性に及ぼすシリカ被覆の効果と有機修飾による機能化2018

    • Author(s)
      定森早紀・國崎佑介・片桐清文・犬丸啓
    • Organizer
      第122回触媒討論会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Chromium Nitride Epitaxial Thin Films: Growth and Control of Electronic Properties and Magnetic Transition2018

    • Author(s)
      Kei INUMARU
    • Organizer
      Korea-Japan International Seminar on Ceramics(KJ Ceramics 29)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] マテリアルス・インフォマティクス開発事例最前線2021

    • Author(s)
      犬丸啓(分担執筆)
    • Total Pages
      322
    • Publisher
      出版社NTS
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 二酸化炭素の吸着方法、および二酸化炭素の脱離方法2019

    • Inventor(s)
      犬丸啓・片桐清文・奥田彩花・川下実央
    • Industrial Property Rights Holder
      犬丸啓・片桐清文・奥田彩花・川下実央
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2019-036956
    • Filing Date
      2019
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

URL: 

Published: 2018-04-23   Modified: 2021-12-27  

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