| 研究課題/領域番号 |
16K06782
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
構造・機能材料
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| 研究機関 | 北九州工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
小畑 賢次 北九州工業高等専門学校, 生産デザイン工学科, 准教授 (70370046)
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| 研究分担者 |
松嶋 茂憲 北九州工業高等専門学校, 生産デザイン工学科, 教授 (80229476)
水野 康平 北九州工業高等専門学校, 生産デザイン工学科, 准教授 (80342583)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | 光触媒 / 光殺菌 / 鉄系複合酸化物 / 無機微粒子の合成 / 可視光応答 / CaFe2O4 / MgFe2O4 / WO3 / 微細構造制御 / 大腸菌殺菌 / LED / 生体・医療・福祉材料 |
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| 研究成果の概要 |
本研究の目的は、アルカリ土類フェライト：AFe2O4(A=Mg，Ca)をベースにした大腸菌の光殺菌を指向した新規な光触媒の開発である。我々は、CaFe2O4に対してSiやZrを添加すると表面が多孔質化し、その一方で、ランタノイドを添加するとMaFe2O4の結晶子成長が著しく抑制されることを見出した。殺菌評価の初期段階では、イソプロパノールの酸化分解から光触媒活性を調べた。3次元ネットワーク構造を有するCaFe2O4とWO3ナノ粒子から成るp/n接合光触媒が、可視光照射下でイソプロパノールを効果的に分解した。更に、蛍光顕微鏡分析により、WO3における大腸菌群の殺菌プロセスを効果的に可視化できた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
AFe2O4は、電気化学デバイス，ガス吸着剤，酸化触媒や光触媒等の分野で広く研究されているが、試料調製において細孔径や表面形態制御に成功していない。また、空間場まで設計して構築された光殺菌システムに関する報告例も見当たらない。この高効率光殺菌システムでは、従来法の酸化チタンでは不可能であったLED灯での作動の可能性を大きく前進させるものであり、病院や養護施設での環境の向上が大いに期待できる。さらに本研究の知見は、触媒化学, 電気化学, 環境科学分野などでの機能性材料開発においても重要であり、材料科学の発展に大いに貢献するものである。
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