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原子精度精密制御技術の駆使によるメタンをメタノールに転換する担持合金触媒の創製

研究課題

研究課題/領域番号 17K19040
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 ナノマイクロ科学およびその関連分野
研究機関東京理科大学

研究代表者

根岸 雄一  東京理科大学, 理学部第一部応用化学科, 教授 (20332182)

研究協力者 青木 麻里花  
渡邉 誠一朗  
研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2018年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2017年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
キーワードメタン / メタノール / 変換 / 光触媒反応 / 金属クラスター / 助触媒 / 光触媒 / 微細金属クラスター / 合金クラスター / 精密合成 / メタン変換 / 触媒活性 / 高活性化
研究成果の概要

メタンは、天然ガスとして利用することに加えて、石油の代替品として期待されるメタノールに変換して利用することも可能である。そこで、温和な条件下でメタンをメタノールへと直接変換することが可能な、光触媒反応が注目を集めている。本研究では、こうした反応に対して有効な光触媒として報告のあるメソポーラス酸化タングステン(m-WO3)に対して、1 nm程度の、様々な金属種から成る微小金属クラスター担持させることで、メタンをメタノールへと高効率で変換させることに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

再生可能エネルギー社会の実現に向けて,メタンをメタノールへと変換する技術は今後も確実に進歩してゆくと思われる。しかしながら,ブレークスルーの創出には,専門家による継続的な努力に加え,専門分野を超えた学際的な研究が必要になる。申請者らは,金属原子の凝集を原子レベルにて制御するという,いわば,無機ナノ物質に対する極限的なナノテクノロジーを確立している。本研究では,こうした技術を触媒分野に導入することにより,触媒活性を向上させることに成功した。こうした異分野横断研究は,ブレークスルーの創出につながり,夢の触媒材料の実現を大きく加速させるものと期待される。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (43件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (29件) (うち国際学会 3件、 招待講演 17件) 図書 (4件)

  • [国際共同研究] ウィーン工科大学(オーストリア)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] インド工科大学マドラス校(インド)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] シンガポール国立大学(シンガポール)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Evolution of Silver Mediated Enhanced Fluorescent Au-Ag Nanocluster under UVActivation: A Platform for Sensing2018

    • 著者名/発表者名
      J. Jana, P. Acharyya, Y. Negishi, T. Pal
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 3 号: 3 ページ: 3463-3470

    • DOI

      10.1021/acsomega.8b00145

    • 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] Characterization of floating-gate memory device with thiolate-protected gold and gold-palladium nanoclusters2018

    • 著者名/発表者名
      Yokoyama Takaho、Hirata Naoyuki、Tsunoyama Hironori、Negishi Yuichi、Nakajima Atsushi
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 8 号: 6 ページ: 065002-065002

    • DOI

      10.1063/1.5025509

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Au25(SR)18 Cluster with a Face-Centered Cubic Core2018

    • 著者名/発表者名
      Omoda Tsubasa、Takano Shinjiro、Yamazoe Seiji、Koyasu Kiichirou、Negishi Yuichi、Tsukuda Tatsuya
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 122 号: 24 ページ: 13199-13204

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.8b03841

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-performance Liquid Chromatography Mass Spectrometry of Gold and Alloy Clusters Protected by Hydrophilic Thiolates2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Niihori, D. Shima, K. Yoshida, K. Hamada, L. V. Nair, S. Hossain, W. Kurashige, Y. Negishi
    • 雑誌名

      Nanoscale

      巻: 10 号: 4 ページ: 1641-1649

    • DOI

      10.1039/c7nr07840d

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Separation of Glutathionate-Protected Gold Clusters by Reversed-Phase Ion Pair High-Performance Liquid Chromatography2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Niihori, Y. Kikuchi, D. Shima, C. Uchida, S. Sharma, S. Hossain, W. Kurashige, Y. Negishi
    • 雑誌名

      Industrial & Engineering Chemistry Research

      巻: 56 号: 4 ページ: 1029-1035

    • DOI

      10.1021/acs.iecr.6b03814

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fabrication and Characterization of Floating Memory Devices Based on Thiolate-Protected Gold Nanoclusters2017

    • 著者名/発表者名
      N. Hirata, M. Sato, E. Tsunemi, Y. Watanabe, H. Tsunoyama, M. Nakaya, T. Eguchi, Y. Negishi, A. Nakajima
    • 雑誌名

      THE JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY

      巻: C 号: 20 ページ: 120-120

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.6b09339

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Incorporating a TiOx Shell in Single-Walled Carbon Nanotube/Fullerodendron Coaxial Nanowires: Increasing the Photocatalytic Evolution of H2 from Water under Irradiation with Visible Light2017

    • 著者名/発表者名
      Kiki Kurniawan, Tomoyuki Tajima, Yosuke Kubo, Hideaki Miyake, Wataru Kurashige, Yuichi Negishi and Yutaka Takaguch
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 7 号: 50 ページ: 31767-31770

    • DOI

      10.1039/c7ra05412b

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 光触媒反応と金属クラスター助触媒を利用したメタンからメタノールへの変換2018

    • 著者名/発表者名
      青木麻里花、渡邉誠一朗、藏重亘、根岸雄一
    • 学会等名
      ナノ学会第16回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Photocatalytic conversion of methane into methanol by the mesoporous photocatalysts using small metal clusters as cocatalysts2018

    • 著者名/発表者名
      Marika Aoki、Yuichi Negishi
    • 学会等名
      Asian Symposium on Nanoscience and Nanotechnology 2018 "Fundamentals and applications of Nanoclusters and Nanoparticles
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 精密金属クラスターの幾何構造2018

    • 著者名/発表者名
      根岸雄一
    • 学会等名
      分子研研究会「光とナノ物質の相互作用:分子科学の未来にむけて」, 岡崎コンファレンスセンター,2018年6月10日
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Precise Synthesis, Functionalization, and Application of Thiolate-Protected Gold Clusters2018

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Negishi
    • 学会等名
      Special Seminar in University of Liverpool, University of Liverpool
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Precise Synthesis, Functionalization, and Application of Thiolate-Protected Gold Clusters2018

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Negishi
    • 学会等名
      Gold 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 金属クラスターの精密合成・高機能化・エネルギー分野での応用2018

    • 著者名/発表者名
      根岸雄一
    • 学会等名
      北海道大学大学院地球科学院セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光触媒反応と金属クラスター助触媒を利用したメタンからメタノールへの変換2018

    • 著者名/発表者名
      青木麻里花、渡邉誠一朗、藏重亘、根岸雄一
    • 学会等名
      第12回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] メタンからメタノールへの変換;光触媒反応と金属クラスター助触媒の利用2018

    • 著者名/発表者名
      渡邉誠一朗、青木麻里花、藏重亘、根岸雄一
    • 学会等名
      第69回コロイドおよび界面化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 金属クラスターの精密合成とその活用による水分解光触媒の高機能化2018

    • 著者名/発表者名
      根岸雄一
    • 学会等名
      錯体化学若手の会・中部東海支部勉強会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] メタンからメタノールへの変換;光触媒反応と 金属クラスター助触媒の利用2018

    • 著者名/発表者名
      青木麻里花、渡邉誠一朗、藏重亘、根岸雄一
    • 学会等名
      第8回CSJ化学フェスタ2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 光触媒反応と金属クラスター助触媒を利用したメタンからメタノールへの変換2018

    • 著者名/発表者名
      渡邉誠一朗、青木麻里花、藏重亘、根岸雄一
    • 学会等名
      第28回日本MRS年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] High-Performance Liquid Chromatography and Crystal Structure of Alloy Clusters2018

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Negishi
    • 学会等名
      Departmentl Seminar in Department of Chemistry
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Precise Synthesis, Functionalization, and Application of Thiolate-Protected Gold Clusters2018

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Negishi
    • 学会等名
      Special Seminar in Technishe Universitat Wien
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Precise Synthesis, Functionalization, and Application of Thiolate-Protected Gold Clusters2018

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Negishi
    • 学会等名
      Special Seminar in University of Padova
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Precise Synthesis, Functionalization, and Application of Thiolate-Protected Gold Clusters2018

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Negishi
    • 学会等名
      Special Seminar in University of Geneve
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Precise Synthesis and Application of Thiolate-Protected Gold Clusters2017

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Negishi
    • 学会等名
      EMN Meeting on Energy nanoparticles
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Precise Synthesis, Functionalization, and Application of Thiolate-Protected Gold Clusters2017

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Negishi
    • 学会等名
      International Symposium on Pure & Applied Chemistry 2017 (ISPAC 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Precise Synthesis of Metal Clusters and Their Optical Properties2017

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Negishi
    • 学会等名
      The 2nd International Workshop on Chromogenic Materials and Devices
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Characterizations of Floating Memory Devices Based on Thiolate-Protected Gold Nanoclusters2017

    • 著者名/発表者名
      Takaho Yokoyama, Naoyuki Hirata, Yuichi Negishi, Hironori Tsunoyama,Atsushi Nakajima
    • 学会等名
      Gordon Research Conference, Mount Holyoke College South Hadley (USA)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Precise Separation of Various Hydrophilic Thiolate-Protected Gold Clusters and Evaluation of Chemical Composition Distribution2017

    • 著者名/発表者名
      Kana Yoshida, Yuichi Negishi
    • 学会等名
      Summer Symposium 2017, Division of Colloid and Interface Science
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Precise Synthesis of Novel Trimetallic Clusters with Specific High Stability2017

    • 著者名/発表者名
      Mahiro Yoshioka, Yuichi Negishi
    • 学会等名
      Summer Symposium 2017, Division of Colloid and Interface Science
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Precise Synthesis and One Dimensional Polymer Structure of Novel AuPt Bimetallic Cluster2017

    • 著者名/発表者名
      Mai Hosoi, Yuichi Negishi
    • 学会等名
      Summer Symposium 2017, Division of Colloid and Interface Science
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Precise Synthesis of Platinum and Alloy Clusters and Elucidation of Their Structures2017

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Negishi
    • 学会等名
      International Symposium on Monolayer Protected Clusters 2017 (ISMPC17)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Creation of High Activity Water-Splitting Photocatalyst using Au25 Cluster Co-catalyst2017

    • 著者名/発表者名
      Wataru Kurashige、Yuichi Negishi
    • 学会等名
      International Symposium on Monolayer Protected Clusters 2017 (ISMPC17)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Ligand Exchange Reactions in Thiolate-Protected Au25 Nanoclusters with Selenolates or Tellurolates: Preferential Exchange Sites and Effects on Electronic Structure2017

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Negishi
    • 学会等名
      68th International Society of Electrochemistry Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Precise Synthesis and Application of Thiolate-Protected Gold Clusters2017

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Negishi
    • 学会等名
      Special Seminar in Anhui University Hefei
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Precise Synthesis, Functionalization, and Application of Thiolate-Protected Gold Clusters2017

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Negishi
    • 学会等名
      13th IUPAC International Conference on Novel Materials and Their Synthesis (NMS-IIIX) Nanjing (China)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Creation of High Activity Water-Splitting Photocatalyst using Au25 Cluster Cocatalyst2017

    • 著者名/発表者名
      Wataru Kurashige, Rina Kumazawa, Rui Hayashi, Tomoaki Takayama, Akihide Iwase, Akihiko Kudo, Yuichi Negishi
    • 学会等名
      Photocatalysis 2 & SIEMME'23
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Improvement of water-splitting photocatalytic activity of BaLa4Ti4O15 photocatalyst by precise loading of bimetallic cluster2017

    • 著者名/発表者名
      Rui Hayashi, Wataru Kurashige, Shun Yoshino, Kosuke Wakamatsu, Tomoaki Takayama, Akihide Iwase, Akihiko Kudo, Yuichi Negishi
    • 学会等名
      Photocatalysis 2 & SIEMME'23
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] Semiconductor Photocatalysis2018

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Negishi, Seiichiro Watanabe, Marika Aoki, Sakiat Hossain, Wataru Kurashige
    • 総ページ数
      200
    • 出版者
      InTech's publishing
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] 分子研出身者の今:東京理科大学での10年2018

    • 著者名/発表者名
      根岸雄一
    • 出版者
      分子研レターズ
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] 精密合金クラスターの助触媒利用による水分解活性の向上-一原子置換効果の解明にむけて-2018

    • 著者名/発表者名
      林瑠衣, 根岸雄一
    • 出版者
      C & I Communication
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] 佃達哉著:金属クラスターの化学(コラム:究極的なナノテクノロジーの構築とそれによるエネルギー・環境問題の解決を目指して)2017

    • 著者名/発表者名
      根岸雄一
    • 出版者
      サイエンス社
    • ISBN
      9784781914060
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-07-21   更新日: 2020-03-30  

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