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表面プラズモン共鳴を利用するナノ構造制御した可視光応答型光触媒の開発

研究課題

研究課題/領域番号 12F02075
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 触媒・資源化学プロセス
研究機関大阪大学

研究代表者

山下 弘巳  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40200688)

研究分担者 QIAN Xufang  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
QIAN Xufang  大阪大学, 大学院工学研究科, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2014年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2013年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2012年度: 300千円 (直接経費: 300千円)
キーワード二酸化チタン / ハイドロキシアパタイト / 光触媒 / ナノ粒子 / 吸着 / プラズモン / 光エネルギー / 水素生成 / 分解
研究実績の概要

昨今のナノテクノロジーの進展は著しく、ナノレベルで精密設計した機能性材料の開発が盛んである。自然環境の保全、再生可能エネルギーの利用、アメニティー居住環境に対するニーズや省エネルギープロセスの開発などへの社会的な関心が高まるにつれ、その重要性も益々高まっている。触媒・光触媒の分野においても、これまで困難とされてきた原子・分子と同サイズのナノレベルの視点で設計された触媒材料の開発が進められている。なかでもナノサイズで規定された骨格・細孔構造とナノ空間を有するゼオライトやメソポーラスシリカなどのナノ多孔性材料を利用した触媒材料の開発が精力的に行われている。ゼオライトやメソポーラスシリカは紫外・可視領域の光をほとんど吸収せず、光化学的に不活性な表面反応場または分子反応容器としても利用できる。
本研究では、ナノサイズの細孔に、シングルサイト光触媒として中心金属が均一な構造を有し光応答性を示す金属錯体を内包または固定化した複合材料を合成した。また、ナノ多孔性材料の表面特性が光触媒活性に大きく影響を及ぼす特徴に着目し、各種の化学的手法を駆使して表面特性の任意の設計・制御を行った。具体的には、1) ナノ多孔性材料と吸着剤としてのリン酸カルシウムを複合化した光触媒の環境材料としての応用、2) ナノ細孔内への様々な触媒活性主の導入とその触媒作用、ならびに3) 多孔質材料とマイクロ波照射を利用した銀ナノ粒子触媒の機能・特性、およびナノ多孔性材料の構造・形態制御、表面修飾の影響について検討し、新規な光触媒プロセスを構築した。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Design and Functionalization of Photocatalytic System within Mesoporous Silica2014

    • 著者名/発表者名
      X. Qian, K. Fuku, Y. Kuwahara, T. Kamegawa, K. Mori, and H. Yamashita
    • 雑誌名

      ChemSusChem

      巻: 7 号: 6 ページ: 1528-1536

    • DOI

      10.1002/cssc.201400111

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Ag nanoparticles supported on CeO2-SBA-15 by microwave irradiation possessing metal-support interaction and enhanced catalytic activity2014

    • 著者名/発表者名
      X. Qian, Y. Kuwahara, K. Mori, and H. Yamashita
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 20 号: 48 ページ: 15746-15752

    • DOI

      10.1002/chem.201404307

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Calcium Phosphate Coatings Incorporated in Mesoporous TiO_2/SBA -15 by a Facile Inner-Pore Sol-Gel Process Toward Enhanced Adsorption-Photocatalysis Performances2013

    • 著者名/発表者名
      X. Qian, T. Kamegawa, K. Mori, H. Li, Hexing, H. Yamashita
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry C

      巻: 117 ページ: 19544-19551

    • DOI

      10.1021/jp4071373

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Calcium Phosphate Coatings Incorporated in Mesoporous TiO2/SBA‐15 Toward Enhanced Adsorption‐Photocatalysis Performances2014

    • 著者名/発表者名
      Xufang Qian, Takashi Kamegawa,Kohsuke Mori, HexingLi,Hiromi Yamashita
    • 学会等名
      TOCAT7
    • 発表場所
      京都テルサ
    • 年月日
      2014-06-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] A New Method to Synthesize One‐Dimensional Cu NWs@ZIF‐8 Core‐Shell Heterstructure for Catalysis Application2014

    • 著者名/発表者名
      Peijue Liu, Xufang Qian, Dieqing,Zhang, Hexing Li, Kohsuke Mori,Hiromi Yamashita
    • 学会等名
      TOCAT7
    • 発表場所
      京都テルサ
    • 年月日
      2014-06-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Mesoporous Calcium Phosphate Modified TiO2/SBA-15 toward Enhanced Adsorption-photocatalysis Performances2014

    • 著者名/発表者名
      Xufang QIAN, Takashi KAMEGAWA, Kohsuke MORI, Hexing LI, Hiromi YAMASHITA
    • 学会等名
      TOCAT7 Pre-Symposium in Shiretoko
    • 発表場所
      知床グランドホテル
    • 年月日
      2014-05-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Calcium Phosphate as the Adsorption Sites Immobilized on TiO2/SBA-15 for the Enhancement of Photocatalytic Degradation of Dye Molecules2013

    • 著者名/発表者名
      Qian XUFANG, Kamegawa TAKASHI, Mori. KOHSUKE, Li HEXING, Yamashita HIROMI
    • 学会等名
      The 6th Asia-Pacific Congress on Catalysis (APCAT-6)
    • 発表場所
      Taipei International Convention Center
    • 年月日
      2013-09-14
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of mesoporous silica-hydroxyapatite-TiO2 composite with enhanced photocatalytic performance2013

    • 著者名/発表者名
      Qian XUFANG, Kamegawa TAK ASHI, Mori KOHSUKE, Li HEX ING, Yamashita HIROMI
    • 学会等名
      XIth European Congress on Catalysis (EuropaCat XI)
    • 発表場所
      Lyon Convention Center, France
    • 年月日
      2013-09-03
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-04-25   更新日: 2024-03-26  

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