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水熱反応による物質探査の新しい展開

研究課題

研究課題/領域番号 17H03388
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 無機材料・物性
研究機関山梨大学

研究代表者

熊田 伸弘  山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (90161702)

研究分担者 武井 貴弘  山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (50324182)
柳田 さやか  山梨大学, 大学院総合研究部, 助教 (40579794)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2019年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2018年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
2017年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
キーワード水熱反応 / 結晶構造解析 / 超伝導体 / 光触媒 / 廃棄物 / リサイクル / ビスマス酸化物 / 物質探査 / 第一原理計算 / 新規化合物 / 結晶構造 / 電子構造 / 遷移金属フッ化物 / 赤色蛍光体 / 無機化合物 / 超伝導 / 蛍光体
研究成果の概要

“水熱反応(Hydrothermal Reaction)”は地質学において地球内部での反応に用いられてきた学術用語であり、高温・高圧下での主に水を溶媒とした反応である。地球内部での鉱物の結晶化や結晶成長の模倣である水熱反応を利用した無機化合物の合成や結晶育成が行われている。本研究では水熱反応を用いた無機化合物の合成において以下のような成果を得ることができた。①新しいビスマス酸化物の発見とその特性評価、②パイロクロア型ニオブおよびタンタル酸塩の合成とその銀イオン交換体の抗菌特性、③新しいアルカリ金属ニオブおよびタンタルフッ化物の発見およびそのMn4+ドープ体の蛍光特性

研究成果の学術的意義や社会的意義

水熱反応を用いた無機化合物の合成に関する研究は、ナノ粒子の粒子径および形態制御が主流である。それに対して一貫して物質探査を行い、新たな超伝導ビスマス酸化物や赤色蛍光を示すMn4+を含む新たな金属フッ化物を見い出すことができた。さらに半導体製造プロセスに使われる高純度シリカ製品の端材を出発物質として層状アルカリケイ酸塩を合成することができ、さらにその銀イオン交換体が抗菌性を有することを示した。以上のように水熱反応を用いて新たな化合物を合成し、その特性評価を行うと同時に廃棄物の再利用に関する知見を得ることができた。

報告書

(5件)
  • 2021 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (20件) (うち国際共著 7件、 査読あり 20件、 オープンアクセス 20件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件) 図書 (1件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Hydrothermal synthesis and crystal structure of a new rubidium sodium niobium fluoride, RbNaNbF<sub>7</sub>2022

    • 著者名/発表者名
      KUMADA Nobuhiro、TAKEI Takahiro
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan

      巻: 130 号: 2 ページ: 232-235

    • DOI

      10.2109/jcersj2.21147

    • NAID

      130008150409

    • ISSN
      1348-6535, 1882-0743
    • 年月日
      2022-02-01
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hydrothermal synthesis and crystal structure of a novel double-perovskite-type bismuth oxide with 3:1 ordering at the B-site2022

    • 著者名/発表者名
      Hossain Khandaker Monower、Saiduzzaman Md、Kumada Nobuhiro、Takei Takahiro、Yamane Hisanori
    • 雑誌名

      New Journal of Chemistry

      巻: 46 号: 8 ページ: 3595-3601

    • DOI

      10.1039/d1nj05648d

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Photocatalytic activity of RBi<sub>2</sub>O<sub>4</sub>NO<sub>3</sub> (R: Tb, Dy, Er, Gd, and Ho) for phenol degradation under visible light irradiation2021

    • 著者名/発表者名
      SAIDUZZAMAN Md、TSUCHIOKA Nami、NORITAKE Fumiya、KUMADA Nobuhiro、TAKEI Takahiro
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan

      巻: 129 号: 3 ページ: 181-186

    • DOI

      10.2109/jcersj2.20210

    • NAID

      130007993749

    • ISSN
      1348-6535, 1882-0743
    • 年月日
      2021-03-01
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Controllable antimicrobial properties of silver ion-exchanged niobate and tantalate compounds2021

    • 著者名/発表者名
      Isuru Udakara Withanage Withanage、Ariyapala Kuda Durayalage Sulasa Devi、Kumada Nobuhiro、Takei Takahiro、Ueda Mayu、Aizawa Mamoru
    • 雑誌名

      Journal of Asian Ceramic Societies

      巻: 10 号: 1 ページ: 49-57

    • DOI

      10.1080/21870764.2021.2006877

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hydrothermal Synthesis and Crystal Structure of a Novel Bismuth Oxide: (K0.2Sr0.8)(Na0.01Ca0.25Bi0.74)O32021

    • 著者名/発表者名
      Hossain Khandaker Monower、Saiduzzaman Md、Kumada Nobuhiro、Takei Takahiro、Yamane Hisanori、Kabir Rubel Mirza Humaun
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 6 号: 24 ページ: 15975-15980

    • DOI

      10.1021/acsomega.1c01694

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hydrothermal magic for the synthesis of new bismuth oxides2021

    • 著者名/発表者名
      Saiduzzaman Md、Takei Takahiro、Kumada Nobuhiro
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry Frontiers

      巻: 8 号: 11 ページ: 2918-2938

    • DOI

      10.1039/d1qi00337b

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Electrical properties of pyrochlore-type silver tantalate and fluorite-type silver niobate2020

    • 著者名/発表者名
      W. I. U. WITHANAGE, Nobuhiro Kumada, Takahiro Takei, Sayaka YANAGIDA, Kiyoharu Tadanaga, Akira Miura, Nataly Carolina Rosero-Navarro and Masaki Azuma
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan

      巻: 128 号: 1 ページ: 46-50

    • DOI

      10.2109/jcersj2.19139

    • NAID

      130007779341

    • ISSN
      1348-6535, 1882-0743
    • 年月日
      2020-01-01
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Mechanical, electronic, optical, and thermodynamic properties of orthorhonmbic LiCuBiO4 crystal ; a first priciples study2019

    • 著者名/発表者名
      Md. Mijanur Rahaman, Mirza H. K. Rubel, Md. Abdur Rashid, M. Ashraful Alamd Khandaker, Monower Hossaina, Md. Imran, Hossaina Anjuman AraKhatun, Md. Mukter Hossain, A. K. M. Azharul Islam, Seiji Kojima, Nobuhiro Kumada
    • 雑誌名

      J. Mater. Res. and Tech.

      巻: 6 号: 5 ページ: 3783-3794

    • DOI

      10.1016/j.jmrt.2019.06.039

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Hydrothermal Synthesis of KTi2(PO4)3, a-Zr(HPO4)2H2O and g-TiPO4(H2PO4)2H2O from a lepidocrocite-type titanate2019

    • 著者名/発表者名
      Nobuhiro Kumada, Sayaka Yanagida, Takahiro Takei, Akira Miura, Nobuki Itoi and Toshiki Goto
    • 雑誌名

      J. Asian Ceram. Soc.

      巻: 7 号: 3 ページ: 361-367

    • DOI

      10.1080/21870764.2019.1649041

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Hydrothermal Synthesis and Crystal Structure of a BKBO (Ba0.54K0.46)4Bi4O12 Double Perovskite Superconductor with Onset of the Transition Tc ~ 30 K2019

    • 著者名/発表者名
      Md Saiduzzaman, Yoshida Hikaru, Takahiro Takei, Sayaka Yanagida, Nobuhiro Kumada, Masanori Nagao, Hisanori Yamane, Masaki Azuma, Mirza H. K. Rubel, Chikako Moriyoshi, and Yoshihiro Kuroiwa
    • 雑誌名

      Inorg. Chem.

      巻: 58 号: 18 ページ: 11997-12001

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.9b01768

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Frustrated magnetic interactions in an S=3/2 bilayer honeycomb lattice compound Bi3Mn4O12(NO3)2019

    • 著者名/発表者名
      M. Matsuda, S. E. Dissanayake, D. L. Abernathy, Y. Qiu, J. R. D. Copley, N. Kumada, and M. Azuma
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 100 号: 13 ページ: 134430-134430

    • DOI

      10.1103/physrevb.100.134430

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Hydrothermal Synthesis and Crystal Structure of A Fluorite-type Pb0.35Bi0.65O1.59 Compound with Photocatalytic Activity2019

    • 著者名/発表者名
      Md. Saiduzzaman, Sayaka Yanagida, Takahiro Takei, Nobuhiro Kumada
    • 雑誌名

      Mater. Lett.

      巻: 257 ページ: 126688-126688

    • DOI

      10.1016/j.matlet.2019.126688

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Hydrothermal Synthesis of Pyrochlore-Type Pentavalent Bismuthates Ca2Bi2O7 and Sr2Bi2O72019

    • 著者名/発表者名
      Saiduzzaman Md、Takei Takahiro、Yanagida Sayaka、Kumada Nobuhiro、Das Hena、Kyokane Hirokazu、Wakazaki Shogo、Azuma Masaki、Moriyoshi Chikako、Kuroiwa Yoshihiro
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 58 号: 3 ページ: 1759-1763

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.8b03596

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] First principles study: Structural, mechanical, electronic and thermodynamic properties of simple?cubic?perovskite (Ba0.62K0.38)(Bi0.92Mg0.08)O32019

    • 著者名/発表者名
      Rubel Mirza H.K.、Mozahar Ali M.、Ali M.S.、Parvin R.、Rahaman M.M.、Hossain K.M.、Hossain M.I.、Islam A.K.M.A.、Kumada N.
    • 雑誌名

      Solid State Communications

      巻: 288 ページ: 22-27

    • DOI

      10.1016/j.ssc.2018.11.008

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Hydrothermal synthesis and crystal structure of new red phosphors, KNaMF7:Mn4+ (M: Nb, Ta)2019

    • 著者名/発表者名
      Kumada N.、Yanagida S.、Takei T.、Hong B.
    • 雑誌名

      Materials Research Bulletin

      巻: 115 ページ: 170-175

    • DOI

      10.1016/j.materresbull.2019.02.023

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hydrothermal reaction of NaBiO<sub>3</sub>·<i>n</i>H<sub>2</sub>O with transition-metal (Co, Ni, Cu) salts2018

    • 著者名/発表者名
      YAMAMOTO Yo、WITHANAGE Withanage Isuru Udakara、TAKEI Takahiro、YANAGIDA Sayaka、KUMADA Nobuhiro、YAMANE Hisanori
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan

      巻: 126 号: 12 ページ: 1005-1012

    • DOI

      10.2109/jcersj2.18052

    • NAID

      130007539618

    • ISSN
      1348-6535, 1882-0743
    • 年月日
      2018-12-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hydrothermal doping of Ag into three types of potassium niobates2018

    • 著者名/発表者名
      WITHANAGE W. I. U.、YANAGIDA Sayaka、TAKEI Takahiro、KUMADA Nobuhiro
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan

      巻: 126 号: 10 ページ: 784-788

    • DOI

      10.2109/jcersj2.18065

    • NAID

      130007494574

    • ISSN
      1348-6535, 1882-0743
    • 年月日
      2018-10-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Crystal Structure, thermal behavior and photocatalytic activity of NaBiO3nH2O2018

    • 著者名/発表者名
      Md. Saiduzzaman, Sayaka Yanagida, Takahiro Takei, Nobuhiro Kumada, Kazuya Ogawa, Chikako Moriyoshi, Yoshihiro Kuroiwa, Shogo Kawaguchi
    • 雑誌名

      INORGANIC CHEMISTRY

      巻: 57 号: 15 ページ: 8903-8908

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.8b00799

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hydrothermal Synthesis, Crystal Structure, and Visible-Region Photocatalytic Activity of BaBi2O62017

    • 著者名/発表者名
      Md. Saiduzzaman, Sayaka Yanagida, Takahiro Takei, Chikako Moriyoshi, Yoshihiro Kuroiwa, and Nobuhiro Kumada
    • 雑誌名

      Chem. Select

      巻: 2 号: 17 ページ: 4843-4846

    • DOI

      10.1002/slct.201700973

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Synthesis and crystal structure of pyrochlore-type silver niobate and tantalate2017

    • 著者名/発表者名
      Isuru Withanage, Nobuhiro Kumada, Sayaka Yanagida, Takahiro Takei, Chikako Moriyoshi, Yoshihiro Kuroiwa
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan

      巻: 125 号: 10 ページ: 776-778

    • DOI

      10.2109/jcersj2.17063

    • NAID

      130006110739

    • ISSN
      1348-6535, 1882-0743
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 水熱合成による新しいビスマス酸化物Na3Bi3O8の合成と特性評価2020

    • 著者名/発表者名
      阿久津修平・M. Saiduzzaman・武井貴弘・柳田さやか・熊田伸弘・山根久典・草野圭弘
    • 学会等名
      第57回セラミックス基礎科学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 廃ガラスを用いた Ba2TiSi2O8の水熱合成2020

    • 著者名/発表者名
      米山 悠聖・武井 貴弘・柳田 さやか・中野目 滉介・熊田 伸弘
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2020年年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Antibacterial and photocatalytic properties of silver niobate and silver tantalate2019

    • 著者名/発表者名
      Isuru Withanage, Nobuhiro Kumada, Sayaka Yanagida, Takahiro Takei, Mayu Ueda, Mamoru Aizawa
    • 学会等名
      The 13th Pacific Rim Conference of Ceramic Societies
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Photocaralytic activity of transition metal doped potassium niobate2018

    • 著者名/発表者名
      Isuru Withanage, Sayaka Yanagida, Takahiro Takei, Nobuhiro Kumada
    • 学会等名
      第7回JACI/GSCシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 水熱合成による新しいビスマス酸ナトリウムの合成と特性評価2018

    • 著者名/発表者名
      阿久津 修平,熊田 伸弘,柳田 さやか,武井 貴弘,山根 久典,草野 圭弘
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2018年秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Preparation and Photocatalytic Properties of Potassium Niobates2018

    • 著者名/発表者名
      Isuru Withanage, Sayaka Yanagida, Takahiro Takei, Nobuhiro Kumada
    • 学会等名
      ICIE2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Hydrothermal Synthesis of New Bismuthates2017

    • 著者名/発表者名
      N. Kumada
    • 学会等名
      STAC-10
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Hydrothermal Synthesis and Visible Regoin Photocatalytic Activity of New Pentavalent Bismuthates2017

    • 著者名/発表者名
      Md Saiduzzaman, N. Kumada, T. Takei, S. Yanagida
    • 学会等名
      STAC-10
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis and crystal structure of pyrochlore-type silver niobate and tantalate2017

    • 著者名/発表者名
      I. WITHANAGE, N. KUMADA, T. TAKEI, S. YANAGIDA
    • 学会等名
      STAC-10
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Preparation and photocatalytic properties of pyrochlore-type AgMO3(M = Nb,Ta)2017

    • 著者名/発表者名
      Isuru Withanage, Nobuhiro Kumada, Sayaka Yanagida, Takahiro Takei
    • 学会等名
      ECers2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] Handbook of Solid State Chemistry Volume 22017

    • 著者名/発表者名
      Nobuhiro Kumada
    • 総ページ数
      13
    • 出版者
      Wiley-VCH
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] ソフト化学的手法を用いた結晶構造制御に関する研究

    • URL

      https://www.inorg.yamanashi.ac.jp/research/17/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] ソフト化学的手法を用いた結晶構造制御に関する研究

    • URL

      https://www.inorg.yamanashi.ac.jp/research/17

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
  • [備考] ソフト化学的手法を用いた結晶構造制御に関する研究

    • URL

      http://www.inorg.yamanashi.ac.jp/research/17

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2023-01-30  

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