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Synthesis of sub-nanoporous boron nitride and its development as adsorbents and catalysts

Research Project

Project/Area Number 19K05650
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 36010:Inorganic compounds and inorganic materials chemistry-related
Research InstitutionOkayama University

Principal Investigator

Ohkubo Takahiro  岡山大学, 自然科学学域, 准教授 (30385554)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords窒化ホウ素 / セラミックス / ナノ空間 / 多孔体 / 吸着 / ガス吸着 / ナノ細孔 / ミクロ孔 / メソ孔 / 鋳型法 / ナノスペース / 触媒 / 小分子活性化
Outline of Research at the Start

窒化ホウ素(BN)はホワイトカーボンと称されることもあり、多くの高比表面積材料が知られている炭素材料と構造的に類似している点が多い。しかし、電気伝導度などの性質は両者で全くことなる上に、高比表面積を誇る細孔性BNに関する知見は極めて乏しい。更に、BN材料の表面は原子レベルでみると電荷の偏りがあり、通常の炭素材料とは全く異なる物理化学的性質を発揮する可能性が高い。本研究では、10億分の1メートル程度よりも更に小さな細孔(サブナノ孔)を有するBN材料の新規創製手法を開発し、窒素をはじめとする安定な分子の吸着、固定化、或いは全く新しい反応を誘起するための触媒材料として利用するための礎を築く。

Outline of Final Research Achievements

In this research, we developed microporous boron nitride (p-BN). BN is equielectronic with typical graphitic carbon. We succeeded in preparing p-BN composed of both micropores and mesopores. The resistance to thermal oxidation under the atmosphere was revealed to be remarkably superior to that of carbon materials. In addition, a lot of results obviously indicate the p-BN has a stronger interaction with nitrogen molecules than carbon materials due to its specific surface nature. The current study opened up the possibility of using it as a new adsorption material and catalyst carrier.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で対象とした細孔性窒化ホウ素は、炭素材料の一つである活性炭と構造的に非常に類似しているにも関わらず、炭素材料よりも大気中での熱酸化耐性に優れ、また、窒素ガスに対する親和性が高いなど、細孔性窒化ホウ素の新たな用途開拓の基礎となる研究成果を見出した。原子レベルの不均一表面が発現するユニークな特徴である点は学術的に興味深い。今後は、幾つかの課題を解決しつつ、高耐久性を誇る吸着材料や触媒担体としての応用利用に向けた基礎データの蓄積と新たな材料創製手法の開発を中心に研究を展開する。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2022 2021 2020 2019 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (5 results) Remarks (4 results)

  • [Journal Article] 窒化ホウ素細孔体のガス吸着特性2022

    • Author(s)
      大久保貴広
    • Journal Title

      Fine Ceramics Report

      Volume: 40 Pages: 6-10

    • NAID

      40022818497

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Journal Article] ガス吸着特性からみた窒化ホウ素の新展開2022

    • Author(s)
      大久保貴広
    • Journal Title

      材料表面

      Volume: 7 Pages: 58-66

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Adsorption enhancement of nitrogen gas by atomically heterogeneous nanospace of boron nitride2021

    • Author(s)
      J. Kimura, T. Ohkubo, Y. Nishina, K. Urita and Y. Kuroda
    • Journal Title

      RSC Advances

      Volume: 11 Issue: 2 Pages: 838-846

    • DOI

      10.1039/d0ra08437a

    • NAID

      120006955819

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Synthesis and Characterization of Porous Boron Nitride Having Specific Gas Adsorption Properties2022

    • Author(s)
      T. Ohkubo, J. Kimura, K. Egami, M. Yamashita, and Y. Kuroda
    • Organizer
      日本化学会第102春季年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 窒化ホウ素ナノ多孔体の細孔サイズ制御手法の開発とガス吸着能評価2022

    • Author(s)
      惠上凱,大久保貴広,山下雅仁,黒田泰重
    • Organizer
      粉体粉末冶金協会2022年度春季大会(第129回講演大会)
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 異種元素含有窒化ホウ素のミクロ孔による窒素吸着促進化効果2020

    • Author(s)
      木村純,大久保貴広,黒田泰重
    • Organizer
      第71回コロイドおよび界面化学討論会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] ミクロ孔性窒化ホウ素の特異的ガス吸着能と表面状態の評価2020

    • Author(s)
      木村純、大久保貴広、黒田泰重
    • Organizer
      日本化学会第100春季年会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] カーボンナノホーンを鋳型に用いた新規手法によるミクロ孔性窒化ホウ素の合成2019

    • Author(s)
      木村純、大久保貴広、黒田泰重
    • Organizer
      第37回 関西界面科学セミナー
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Remarks] 岡山大学プレスリリース

    • URL

      http://www.okayama-u.ac.jp/tp/release/release_id805.html

    • Related Report
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  • [Remarks] EurekAlert!

    • URL

      https://www.eurekalert.org/news-releases/757236

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  • [Remarks] 岡山大学研究者総覧

    • URL

      https://soran.cc.okayama-u.ac.jp/html/690b86a3f507950874506e4da22f6611_ja.html

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  • [Remarks] EurekAlert!

    • URL

      https://www.eurekalert.org/pub_releases/2021-02/ou-tgb020521.php

    • Related Report
      2020 Research-status Report

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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