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選択的溶出法による新規H型層状ペロブスカイトの合成とその高機能光触媒への変換

研究課題

研究課題/領域番号 14350462
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 無機工業化学
研究機関早稲田大学

研究代表者

菅原 義之  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (50196698)

研究分担者 安盛 敦雄  東京理科大学, 基礎工学部, 教授 (40182349)
研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
15,200千円 (直接経費: 15,200千円)
2004年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2003年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2002年度: 10,700千円 (直接経費: 10,700千円)
キーワード層状物質 / イオン交換 / 光触媒 / 選択的溶出反応 / ペロブスカイト / インターカレーション / 層表面修飾 / 層状・層間化合物 / イオン交換体 / 層状ペロブスカイト / Aurivillius相 / バンドギャップ / 層状タングステン酸
研究概要

H型層状ペロブスカイトの光触媒特性
層状ペロブスカイトの一種であるAurivillius相Bi_2ANaNb_3O_<12>(A=Ca or Sr)とBi_2CaNaTa_3O_<12>を酸処理して酸化ビスマス層を選択的に溶出することでH型層状ペロブスカイトの合成を行い、これらの光触媒活性について検討した。光触媒活性は紫外線照射下、エタノール水溶液(20wt%)から発生する水素量で見積もった。酸処理前では水素発生に溶性を示さなかったが、酸処理後は水素発生に活性を示した。UV-Vis測定の結果、酸化ビスマス層の溶出により電子構造が変化し、伝導帯の位置が変化したため光触媒活性を示したと考えられる。また、光触媒調査後の試料のXRDパターンは層間隔が増加しており、水素発生に層間が有効に使用されていると考えられ、酸化ビスマス層の溶出が表面積を増加させ光触媒活性を向上させたと考えられる。
新しい2層構造をもつ層状タングステン酸の合成
層状ペロブスカイトと類似構造を有するAurivillius相、Bi_2W_2O_9の酸処理を行った。XRD、ICP、TG、TEMにより、酸化ビスマス層のみが選択的溶出されたことを確認し、光触媒活性を示す可能性があるH_2W_2O_7・nH_2Oを合成できることを示した。
H型層状ペロブスカイトとアルコールとの相互作用
光触媒による水からの水素発生の犠牲試薬であるn-アルコールとHCa_2Nb_3O_<10>・xH_2Oの相互作用を調査したところ、Nb-O-C結合を形成したアルコキシ基修飾体を形成することが分かった。
上述の結果を基に光触媒活性の向上に向けピラー化の手法を検討した。XRD、IR、NMRより、CH_2=CH(CH_2)nO-修飾HLaNb_2O_7・xH_2O(n=3,8)とクロロシラン、オリゴシロキサンとのヒドロシリル化反応が層間で起こることを確認し、シリカ導入によるピラー化の新たなプロセスを開発した。

報告書

(4件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (12件) 図書 (1件) 文献書誌 (3件)

  • [雑誌論文] Effects of selective leaching of bismuth oxide sheets in triple-layered Aurivillius phases on their photocatalytic activities2004

    • 著者名/発表者名
      M.Kudo, S.Tsuzuki, K.Katsumata, A.Yasumori, Y.Sugahara
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters 393

      ページ: 12-16

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Novel materials derived from layered perovskites using a Chimie Douce approach2004

    • 著者名/発表者名
      S.Tahara, Y.Sugahara
    • 雑誌名

      Recent Research Development in Inorganic Chemistry 4

      ページ: 13-34

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Effects of selective leaching of bismuth oxide sheets in triple-layered Aurivillius phases on their photocatalytic activities.2004

    • 著者名/発表者名
      M.Kudo, S.Tsuzuki, K.Katsumata, A.Yasumori, Y.Sugahara
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters 393

      ページ: 12-16

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Novel materials derived from layered perovskites using a Chimie Deuce approach2004

    • 著者名/発表者名
      S.Tahara, Y.Sugahara
    • 雑誌名

      Recent Research Development in Inorganic Chemistry 4

      ページ: 13-34

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Effects of selective leaching of bismuth oxide sheets in triple-layered Aurivillius phases on their photocatalytic activites2004

    • 著者名/発表者名
      M.Kudo, S.Tsuzuki, K.Katsumata, A.Yasumori, Y.Sugahara
    • 雑誌名

      Chem.Phys.Lett. 393[1-3]

      ページ: 12-16

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] A layered tungstic acid H_2W_2OγnH_2O with a double-octahedral sheet structure : Conversion process from an aurivillius phase Bi_2W_2O_9 and structural characterization2003

    • 著者名/発表者名
      M.Kudo, H.Ohkawa, W.Sugimoto, N.Kumada, Z.Liu, O.Terasaki, Y.Sugahara
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry 42

      ページ: 4479-4484

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Interlayer surface modification of the protonated triple-layered perovskite HCa_2Nb_3O_<10>xH_2O with n-alcohols2003

    • 著者名/発表者名
      S.Tahara, Y.Sugahara
    • 雑誌名

      Langmuir 19

      ページ: 9473-9478

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Hydrosilylation in the 2D interlayer space between inorganic layers : reaction between immobilized C=C groups on the interlayer surface of layered peroyskite HLaNb_2O_7xH_2O and chlorohydrosilanes2003

    • 著者名/発表者名
      S.Yoshioka, Y.Takeda, Y.Uchirmaru, Y.Sugahara
    • 雑誌名

      Journal of Organometallic Chemistry 686

      ページ: 145-150

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A layered tungstic acid H_2W_2O<7・n>H_2O with a double-octahedral sheet structure : Conversion process from an aurivillius phase Bi_2W_2O_9 and structural characterization.2003

    • 著者名/発表者名
      M.Kudo, H.Ohkawa, W.Sugimoto, N.Kumada, Z.Liu, O.Terasaki, Y.Sugahara
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry 42

      ページ: 4479-4484

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Interlayer surface modification of the protonated triple-layered perovskite HCa_2Nb_3O_<10・x>H_2O with n-alcohols.2003

    • 著者名/発表者名
      S.Tahara, Y.Sugahara
    • 雑誌名

      Langmuir 19

      ページ: 9473-9478

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Hydrosilylation in the 2D interlayer space between inorganic layers : reaction between immobilized C=C groups on the interlayer surface of layered perovskite HLaNb_2O_<7・x>H_2O and chlorohydrosilanes2003

    • 著者名/発表者名
      S.Yoshioka, Y.Takeda, Y.Uchimaru, Y.Sugahara
    • 雑誌名

      Journal of Organometallic Chemistry 686

      ページ: 145-150

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Hydrosilylation of the CH_2=CH- groups immobilized on the interlayer surface of ion-exchangeable layered perovskite with chlorohydorosilanes and oligosiloxanes.

    • 著者名/発表者名
      S.Tahara, K.Ohta, S.Yoshioka, Y.Takeda, Y.Uchimaru, Y.Sugahara
    • 雑誌名

      Progress in organometallic Chemistry Research (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [図書] Progress in Organometallic Chemistry Research

    • 著者名/発表者名
      S.Tahara, K.Ohta, S.Yoshioka, Y.Takeda, Y.Uchimaru, Y.Sugahara
    • 出版者
      Nova Science Publishers, Inc.(in press)
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Kudo, H.Ohkawa, W.Sugimoto, N.Kumada, Z.Liu, O.Terasaki, Y.Sugahara: "A Layered Tungstic Acid H_2W_2O_7nH_2O with a Double-octahedral Sheet Structure : Conversion Process from an Aurivillius Phase Bi_2W_2O_9 and Structural Characterization"Inorganic Chemistry. 42. 4479-4484 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.Yoshioka, Y.Takeda, Y.Uchimaru, Y.Sugahara: "Hydrosilylation in the 2D Interlayer Space between Inorganic Layers : Reaction between Immobilized C=C Groups on the Interlayer Surface of Layered Perovskite HLaNb_2O_7xH_2O and Chlorohydrosilanes"Journal of Organometallic Chemistry. 686. 145-150 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.Tahara, Y.Sugahara: "Interlayer Surface Modification of the Protonated Triple-Layered Perovskite HCa_2Nb_3O_<10> xH_2O with n-Alcohols"Langmuir. 19. 9473-9478 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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