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イオン注入法を利用した窒素含有カーボンアロイ合成に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 15K04736
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 量子ビーム科学
研究機関国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 (2016-2017)
国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 (2015)

研究代表者

出崎 亮  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 先端機能材料研究部, 主幹研究員(定常) (10370355)

連携研究者 杉本 雅樹  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 先端機能材料研究部, 上席研究員 (90354943)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2015年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワード窒素含有カーボンアロイ / イオン注入 / 有機-無機転換 / 有機―無機転換
研究成果の概要

イオン注入法を利用してカーボン前駆体高分子から触媒性能を有する窒素含有カーボンアロイを合成するプロセスの開発を目指し、分子構造中に窒素を含まないフェノール樹脂の化学状態変化や得られるカーボン材料の特性に対する窒素イオンの注入効果を調べた。その結果、(1)炭素-窒素結合生成によるフェノール樹脂への窒素導入が可能であること、(2)炭素化後も注入した窒素は残存し、触媒活性に必要なピリジン型窒素を含むグラファイト乱層構造を形成すること、(3)得られたカーボン材料は0.7 V vs RHEの酸素還元電位を示すことを明らかにし、本研究で提案するプロセスに対してイオン注入法が有効であることを明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Effect of ion implantation on a precursor polymer for synthesis of carbon material with catalytic performance2018

    • 著者名/発表者名
      A. Idesaki, M. Sugimoto, S. Yamamoto, and T. Yamaki
    • 雑誌名

      Ceramic Transactions

      巻: 264 ページ: 33-40

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] イオン注入法を利用した高分子材料からの窒素添加炭素系触媒の合成2017

    • 著者名/発表者名
      出崎 亮、山本春也、杉本雅樹、八巻徹也
    • 学会等名
      2017年電気化学秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 前駆体高分子へのイオン注入を利用した窒素添加炭素系触媒の合成2017

    • 著者名/発表者名
      出崎 亮、山本春也、杉本雅樹、八巻徹也
    • 学会等名
      第44回炭素材料学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] イオン注入法を利用した前駆体高分子からの窒素含有カーボン材料の合成2016

    • 著者名/発表者名
      出崎亮、杉本雅樹、山本春也、田口光正、八巻徹也
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第29 回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      広島大学(広島県東広島市)
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Fabrication of Nitrogen-doped Carbon Material from Precursor Polymer by Ion Implantation Technique2016

    • 著者名/発表者名
      A. Idesaki, M. Sugimoto, S. Yamamoto, M. Taguchi, T. Yamaki
    • 学会等名
      6th International Congress on Ceramics (ICC6)
    • 発表場所
      ドレスデン(ドイツ)
    • 年月日
      2016-08-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis of a nitrogen-containing carbon material with oxygen reduction activity from polymer precursors2015

    • 著者名/発表者名
      A. Idesaki, M. Sugimoto, A. Shimada, S. Yamamoto, M. Taguchi, T. Yamaki
    • 学会等名
      環太平洋国際化学会議2015 (PACIFICHEM2015)
    • 発表場所
      ホノルル、アメリカ合衆国
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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