| 研究課題/領域番号 |
17K14542
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| 研究種目 |
若手研究(B)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究分野 |
無機工業材料
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
朝倉 裕介 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (00762006)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 窒化物・酸窒化物 / 形態制御 / 光触媒 / ナノ粒子 / 水熱合成 / 透明膜 / 露出結晶面制御 / トポタクティック反応 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では、可視光応答性の光触媒である酸窒化物の形態制御法を開発し、結晶形態制御による光触媒能向上を目指した。酸窒化物は前駆体酸化物をNH3気流下などで窒化することにより合成することができる。この窒化反応前後で粒子の形態が残存する物質系に着目し、前駆体の形態を制御・窒化物にその結晶形態を反映させることで、酸窒化物の形態を制御した。主に、窒化反応中に結晶構造が反映するトポタクティックな窒化反応を経て窒化物が形成する物質系に着目しながら、数種の酸窒化物の形態制御に成功した。得られた物質では、従来の合成法で合成するよりも高い光触媒活性を有しているものがあり、形態制御の必要性を示すことができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
酸窒化物結晶形態制御による可視光照射下での光触媒活性の向上が望まれてきたが、その合成の未熟さから望んだ形態を得ることができなかった。本研究では、様々な酸化物前駆体の結晶形態制御を達成することで、その形態を反映させ窒化反応後の形態制御に成功した。酸窒化物の結晶形態制御のみならず、酸化物の形態制御手法として学術的価値の高い研究となった。また、酸窒化物の形態制御が可視光応答性光触媒の活性を向上させるということを実証できた。本研究では、光触媒反応としてNOx分解を利用したが、水分解や二酸化炭素還元反応でも形態制御による活性向上が期待でき、エネルギー問題解決に資する材料として利用できる可能性がある。
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