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無機複合ナノ構造の界面機能化学の開拓

研究課題

研究課題/領域番号 18H01709
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分26020:無機材料および物性関連
研究機関広島大学

研究代表者

犬丸 啓  広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (80270891)

研究分担者 片桐 清文  広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (30432248)
樽谷 直紀  広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 助教 (60806199)
田中 将嗣  九州工業大学, 大学院工学研究院, 准教授 (90597650)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2020年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2019年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2018年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
キーワード多孔体 / CO2吸着剤 / 人工光合成 / 層状複水酸化物 / LDH / 光触媒 / 水分解 / 助触媒 / 二酸化炭素吸着剤 / 金属間化合物 / 界面 / エピタキシー / 磁性 / 二酸化炭素 / CCS
研究成果の概要

本研究では,無機物質をベースに,ナノレベルや原子・分子レベルの複合構造などに特定の接合界面を作り込み,その界面を介して,分子のような化学種,機械的な力,電子や電荷をやり取りし,機能面で協奏し機能を発揮する系の構築と機能支配因子の探査を行った.水中有機分子を分解する複合光触媒系,反強磁性体エピタキシャル薄膜,界面で電子やホールをやり取りする複合光触媒系,CO2吸着剤を狙い層間と外界とで分子がやり取りされる層状物質を取り扱った.本研究により,様々な複合構造において,複合構造の構成要素がその界面を通してやり取りする「もの」と界面の役割と,その機能や現象の新たな支配因子が浮き彫りになってきたと考える.

研究成果の学術的意義や社会的意義

界面現象は複雑であることが多いが,本研究では,複合構造の構成要素をそれぞれ結晶性物質や制御されたナノ構造をもつ物質・材料などとすることによって,現象や機能の複雑性を構成要素間の注目する界面のみに帰することができるように選択することを目指した.その結果,複雑な界面現象の支配因子をある程度有効に浮き彫りにすることができた.このことから,このようなアプローチが複合構造の界面機能化学に一定の学理を見出す軸となり得る可能性を,本研究は示すことができたと考える.

報告書

(5件)
  • 2022 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (27件) (うち国際学会 6件、 招待講演 6件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] メソポーラスシリカで包含した光触媒粒子複合体の機能2018

    • 著者名/発表者名
      犬丸啓・片桐清文
    • 雑誌名

      J. Soc. Inorg. Mater., Japan

      巻: 25 ページ: 156-161

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Co3O4助触媒粒子とKCaSrTa5O15半導体光触媒の粒子混合系による水分解反応2023

    • 著者名/発表者名
      松原 正真、川口 堅大、安西 淳、樽谷 直紀、片桐 清文、犬丸 啓
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2023年年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 水分解光触媒における Ca -Mn 系酸化物およびホウアルミニムの助触媒作用2022

    • 著者名/発表者名
      福﨑亮太、樽谷直紀、片桐清文、犬丸啓
    • 学会等名
      第60回セラミックス基礎科学討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Mg/Al比の異なるMg-Al LDHの熱分解過程の解析2022

    • 著者名/発表者名
      松田海斗、樽谷直紀、片桐清文、犬丸啓
    • 学会等名
      日本セラミックスス協会2022年年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 無機ナノ複合体の構造と機能:スポンジ結晶,光触媒,層状複水酸化物2022

    • 著者名/発表者名
      犬丸啓
    • 学会等名
      触媒学会第60回触媒研究懇談会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] LDHの構成金属種が熱分解挙動とCO2吸着 /脱離特性に与える効果2022

    • 著者名/発表者名
      松田海斗、樽谷直紀、片桐清文、犬丸啓
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第35回秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] LDH ナノ粒子CO2吸着剤の希薄なCO2への応答性とそのサイクル特性2021

    • 著者名/発表者名
      松田海斗、樽谷直紀、片桐清文、犬丸啓
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第34回秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] DAC用吸着剤としてのLDHナノ粒子の合成とCO2吸着特性2021

    • 著者名/発表者名
      松田海斗,樽谷直紀,片桐清文,犬丸啓
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2021年年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Mg-Al 層状複水酸化物ナノ粒子のCO2放出挙動に与える組成と化学修飾の効果2020

    • 著者名/発表者名
      福﨑亮太,川下実央,樽谷直紀,片桐清文,犬丸啓
    • 学会等名
      第126回触媒討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 層状複水酸化物ナノ粒子CO2吸着剤の繰り返し性能と動作機構2020

    • 著者名/発表者名
      川下実央,片桐清文,犬丸啓
    • 学会等名
      第58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] (NH4)4SiW12O40 スポンジ結晶の密度測定とAr吸着による細孔構造解析2020

    • 著者名/発表者名
      松田海斗,小林優斗,道下晃,犬丸啓
    • 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] 無機複合ナノ構造の機能開発 - 触媒・光触媒・吸着剤 -2019

    • 著者名/発表者名
      犬丸 啓
    • 学会等名
      2019年度触媒学会西日本支部 第10回触媒化学研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 層状複水酸化物ナノ粒子CO2 吸着剤の繰り返し特性と構造変化の解析2019

    • 著者名/発表者名
      川下 実央,奥田 彩花,片桐 清文,犬丸 啓
    • 学会等名
      第124回触媒討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Controlling Selectivity and Activity of Nanostructured Photocatalysts2019

    • 著者名/発表者名
      Kei Inumaru
    • 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 / 招待講演
  • [学会発表] CO2 release behaviors of layered double hydroxide nanoparticles in repeated adsorption-desorption cycles2019

    • 著者名/発表者名
      Mio Kawashimo, Ayaka Okuda, Kiyofumi Katagiri, Kei Inumaru
    • 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] Unique Properties of Nanospaces of Mesoporous Silica - TiO2 Particles Composite Photocatalysts for Decomposition of Organic Molecules in Water2019

    • 著者名/発表者名
      Saki Sadamori, Yusuke Kunisaki, Kiyofumi Katagiri, Kei Inumaru
    • 学会等名
      Japan-Korea International Seminar on Ceramics(JK Ceramics 36)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 無機酸化物複合ナノ構造の構築と機能 ― スポンジ 結晶の発見からナノ光触媒まで ―2019

    • 著者名/発表者名
      犬丸 啓
    • 学会等名
      第57回粉体に関する討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Analysis of antiferromagnetic CrN finite cluster models by first principle calculation2019

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Okamoto, Kei Inumaru
    • 学会等名
      Japan-Korea International Seminar on Ceramics(JK Ceramics 36)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nanostructured Metal Oxide Materials: From Discovery of Sponge Crystals to Nano-photocatalysts2019

    • 著者名/発表者名
      Kei Inumaru
    • 学会等名
      第29回日本MRS年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 分子プローブ法による(NH4)xH4-xSiW12O40スポンジ結晶のミクロ細孔径の測定2019

    • 著者名/発表者名
      小林 優斗,盛田 祐輔,犬丸 啓
    • 学会等名
      第33回日本吸着学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 層状複水酸化物のCO2吸収・放出特性に与える金属元素とナノ粒子化の効果2019

    • 著者名/発表者名
      奥田彩花・片桐清文・犬丸啓
    • 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
      2018 実績報告書
  • [学会発表] メソポーラスシリカ包含TiO2粒子の 光触媒活性に与える有機物吸着能の効果2019

    • 著者名/発表者名
      定森早紀・國崎佑介・片桐清文・犬丸啓
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2019年年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 層状複水酸化物ナノ粒子のCO2 放出挙動とその繰り返し特性2019

    • 著者名/発表者名
      川下 実央・奥田 彩花・片桐 清文・犬丸 啓
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2019年年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Photocatlytic CO2 Reduction by Mesoporous Silica-Coated Photocatalyst Particles2018

    • 著者名/発表者名
      Kei Inumaru, Koki Ikeda
    • 学会等名
      International Symposium on Zeolites and Microporous Crystals (ZMPC) 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MBE によるCrN 薄膜の合成と反強磁性転移に与えるエピタキシーの効果2018

    • 著者名/発表者名
      今田有香・日野伶哉・池田圭・和泉怜志・犬丸啓
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 第31回秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 層状複水酸化物ナノ粒子の CO2吸収・放出挙動に与える金属元素と粒径の効果2018

    • 著者名/発表者名
      奥田彩花・飯尾奈々 ・片桐清文 ・犬丸啓
    • 学会等名
      第122回触媒討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 酸化チタン光触媒の有機物分解選択性に及ぼすシリカ被覆の効果と有機修飾による機能化2018

    • 著者名/発表者名
      定森早紀・國崎佑介・片桐清文・犬丸啓
    • 学会等名
      第122回触媒討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Chromium Nitride Epitaxial Thin Films: Growth and Control of Electronic Properties and Magnetic Transition2018

    • 著者名/発表者名
      Kei INUMARU
    • 学会等名
      Korea-Japan International Seminar on Ceramics(KJ Ceramics 29)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] マテリアルス・インフォマティクス開発事例最前線2021

    • 著者名/発表者名
      犬丸啓(分担執筆)
    • 総ページ数
      322
    • 出版者
      出版社NTS
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [産業財産権] 二酸化炭素の吸着方法、および二酸化炭素の脱離方法2019

    • 発明者名
      犬丸啓・片桐清文・奥田彩花・川下実央
    • 権利者名
      犬丸啓・片桐清文・奥田彩花・川下実央
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-036956
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-01-30  

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