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触媒用希少金属の代替合金の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19206072
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 構造・機能材料
研究機関東北大学

研究代表者

蔡 安邦  東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (90225681)

研究分担者 亀岡 聡  東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (60312823)
石井 靖  中央大学, 理工学部, 教授 (60143541)
藤田 伸尚  東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (70431468)
研究期間 (年度) 2007 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
39,910千円 (直接経費: 30,700千円、間接経費: 9,210千円)
2010年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2009年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
2008年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
2007年度: 18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円)
キーワード金属物性 / 触媒 / 化学プロセス / 構造機能材料 / 燃料電池 / ナノ材料 / パラジウム代替 / 価電子帯構造 / Ni-Co / 単結晶 / 規則構造 / 酸化物 / 触媒・化学プロセス / 触媒機能 / 浸漬合金法 / Ni-Cu / 貴金属代替 / 金属物
研究概要

本研究では価電子帯構造制御という概念で金属間化合物を新たな触媒材料とし、触媒機能、電子構造および表面状態との相関を結び付け、触媒設計の基礎を構築する。以下に成果の概要をまとめる。PdZnにおいて表面エネルギーの計算で表面に現れやすい面は(100)と(111)面であり、これらの表面組成はバルク組成と同じある故にバルクと同様な表面価電子帯構造を示すことを明らかにした。CO吸着特性と水素吸着特性の結果からも、PdZnはCuと類似した表面性質を有することが分かった。「浸漬合金法」を開発し、通常の合金溶解・粉砕法では1m^2/gにも満たさないPdZnの表面積を20m^2/g以上に向上させた。NiCuとPdとの間に似通った価電子帯構造と類似した触媒特性を示すことが確認された。

報告書

(6件)
  • 2010 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2009 実績報告書   自己評価報告書 ( PDF )
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (58件)

すべて 2011 2010 2009 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (28件) (うち査読あり 28件) 学会発表 (19件) 図書 (2件) 備考 (4件) 産業財産権 (5件)

  • [雑誌論文] Catalytic properties dominated by electronic structures in PdZn, NiZn and PtZn intermetallic compounds2011

    • 著者名/発表者名
      K. Nozawa, N. Endo, S. Kameoka, A. P. Tsai, Y. Ishii
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn

      巻: 80 ページ: 64801-64801

    • NAID

      210000109061

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Alternatively layered Au/Fe_3O_4/Au with porous structure-a self-assembled nanoarchitecture for catalysis materials2010

    • 著者名/発表者名
      S. Kameoka, A. P. Tsai
    • 雑誌名

      J. Mater. Chem.

      巻: 20 ページ: 7348-7351

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-assembled porous nano-composite with high catalytic performance by reduction of tetragonal spinel CuFe_2O_42010

    • 著者名/発表者名
      S. Kameoka, T. Tanabe, A. P. Tsai
    • 雑誌名

      Appl. Catal. A

      巻: 375 ページ: 163-171

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microstructure of leached Al-Cu-Fe quasicrystal with high catalytic Performance for steam reforming of methanol2010

    • 著者名/発表者名
      T.Tanabe, S.Kameoka, A.P.Tsai
    • 雑誌名

      Applied Catalysis A

      巻: 384 ページ: 241-251

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-assembled porous nano-composite with high catalytic performance by reduction of tetragonal spinel CuFe_2O_42010

    • 著者名/発表者名
      S.Kameoka, T.Tanabe, A.P.Tsai
    • 雑誌名

      Applied Catalysis A

      巻: 375 ページ: 163-171

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydrogen absorption in the intermetallic compounds Zr_2TM(TM=Cu,Ag,Au) with MoSi_2-type structure2010

    • 著者名/発表者名
      N.Endo, S.Kameoka, A.P.Tsai, L.Zou, T.Hirata, C.Nishimura
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds

      巻: 490 ページ: 124-127

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Alternatively Layered Au/Fe3O4 with porous structure -a self-assembled nanoarchitecture for catalysis materials2010

    • 著者名/発表者名
      S.Kameoka, A.P.Tsai
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry

      巻: 20 ページ: 7348-7351

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intermediate-valence quasicrystal of a Cd-Yb alloy under pressure2010

    • 著者名/発表者名
      D.Kawana, T.Watanuki, A.Machida, T.Shobu, K.Aoki, A.P.Tsai
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 81 ページ: 2202021-4

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selfassembled porous nano-composite with high catalytic performance by reduction of tetragonal spinel CuFe_2O_42010

    • 著者名/発表者名
      S. Kameoka, T. Tanabe, A. P. Tsai
    • 雑誌名

      Appl.Catal.A 375

      ページ: 163-171

    • 関連する報告書
      2009 自己評価報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-assembled porous nano-composite with high catalytic performance by reduction of tetragonal spinel CuFe_2O_42010

    • 著者名/発表者名
      S.Kameoka, T.Tanabe, A.P.Tsai
    • 雑誌名

      Applied Catalysis A 375

      ページ: 163-171

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A novel process for preparation of unsupported mesoporous intermetallic Ni-Zn and Pd-Zn catalysts2009

    • 著者名/発表者名
      S. Kameoka, T. Kimura, A. P. Tsai
    • 雑誌名

      Catal. Lett.

      巻: 131 ページ: 219-224

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A novel process for preparation of unsupported mesoporous intermetallic Ni-Zn and Pd-Zn catalysts2009

    • 著者名/発表者名
      S. Kameoka, T. Kimura, A. P. Tsai
    • 雑誌名

      Catal.Lett. 131

      ページ: 219-224

    • 関連する報告書
      2009 自己評価報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A novel process for preparation of unsupported mesoporous intermetallic NiZn and PdZn catalysts2009

    • 著者名/発表者名
      K.Kameoka, T.Kimura, A.P.Tsai
    • 雑誌名

      Catalysis Letter 131

      ページ: 219-224

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydrogen absorption properties of intermetallic compound in the Au-Zr binary system2009

    • 著者名/発表者名
      N.Endo, S.Kameoka, A.P.Tsai, L.Zou, T.Hirata, C.Nishimura
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds 485

      ページ: 588-592

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phase formation and structures of quasicrystals and approximantsin the Zn-Mg-(Ti,Zr,Hf) system2009

    • 著者名/発表者名
      S.Ohhashi, E.Abe, M.Tanaka, A.P.Tsai
    • 雑誌名

      Acta Materialia 57

      ページ: 4727-4735

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure of the five-fold surface of the Ag-In-Yb icosahedral quasicrystal2009

    • 著者名/発表者名
      H.R.Shrama
    • 雑誌名

      Physical Review B 80

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of a novel copper catalyst in terms of the immiscible interaction between copper and chromium2008

    • 著者名/発表者名
      S. Kameoka, M. Okada, A. P. Tsai
    • 雑誌名

      Catalysis Letters

      巻: 120 ページ: 252-256

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] CO oxidation over a fine porous gold catalyst fabricated by selective leaching from an ordered AuCu_3 intermetallic compound2008

    • 著者名/発表者名
      S. Kameoka, A. P. Tsai
    • 雑誌名

      Catalysis Letters

      巻: 121 ページ: 337-341

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Oxidation behavior and catalytic property of intermetallic AuCu compound2008

    • 著者名/発表者名
      K. Kameoka
    • 雑誌名

      Catalysis Today 132

      ページ: 88-92

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Icosahedral clusters, icosahedral order and stability of quasicrystals-a view of metallurgy2008

    • 著者名/発表者名
      A. P. Tsai
    • 雑誌名

      Science and Technology of Advanced Materials 9

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Approximants in the Ag-In-M and Au-Sn-M(M=Ca or Rare Earth Metals) Systems2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Morita
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 47

      ページ: 7975-7979

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Disordered Structure of the TM-Mg-Zn 1/1 quasicrystal Approximants (TM=Hf, Zr or Ti) and Chemical Intergrowth2008

    • 著者名/発表者名
      C. P. Gomez
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry 47

      ページ: 8258-8266

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Growth of Bi thin films on quasicrystal surfaces2008

    • 著者名/発表者名
      H. R. Shrama
    • 雑誌名

      Physical Review B 78

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quasicxystal-crystal interfaces in bulk materials2008

    • 著者名/発表者名
      A. Singh
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Condensed Matter 20

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of a novel copper catalyst in terms of the immiscible interaction between copper and chromium2008

    • 著者名/発表者名
      S. Kameoka
    • 雑誌名

      Catalysis Letter 120

      ページ: 252-256

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] CO oxidation over a fine porous gold catalyst fabricated by selecting leaching from a AuCu3 intermetallic compound2008

    • 著者名/発表者名
      S. Kameoka
    • 雑誌名

      Catalysis Letter 121

      ページ: 337-341

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cross-section TEM investigation of quasicrystalline catalysts prepared by Noah aq.2007

    • 著者名/発表者名
      T. Tanabe, S. Kameoka, F. Sato, M. Terauchi, A. P. Tsai
    • 雑誌名

      Philosophical. Magazine

      巻: 87 ページ: 3103-3108

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cross-section TEM Investigation of Quasicrystalline Catalysts Prepared by aqueous NaOH Leaching2007

    • 著者名/発表者名
      T. Tanabe
    • 雑誌名

      Philosophical Magazine 87

      ページ: 3103-3108

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 正十二回対称準結晶の構造形成のモテルシミュレーション2010

    • 著者名/発表者名
      藤田伸尚
    • 学会等名
      第15回準結晶研究会
    • 発表場所
      ラフォーレ蔵王リゾート&スパ
    • 年月日
      2010-12-13
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 正20面体準結晶の構造モデル2010

    • 著者名/発表者名
      藤田伸尚
    • 学会等名
      日本物理学会2010年秋季大会
    • 発表場所
      大阪府立大学中百舌鳥キャンパス
    • 年月日
      2010-09-24
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Point substitution processes for generating icosahedral tilings2010

    • 著者名/発表者名
      藤田伸尚
    • 学会等名
      Mathematics of Quasi-Periodic Order
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2010-06-21
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] POINT SUBSTITUTION PROCESSES FOR GENERATING ICOSAHEDRAL TILINGS2010

    • 著者名/発表者名
      藤田伸尚
    • 学会等名
      The 11th International Conference on Quasicrystals
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2010-06-16
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Al-Pd-TM系準結晶を前駆物質とした触媒調製2010

    • 著者名/発表者名
      蔡安邦
    • 学会等名
      日本金属学会2010年春期(第146回)大会
    • 発表場所
      筑波大学
    • 年月日
      2010-03-28
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Tailoring microstructure and electron structure of alloys for catalysts2009

    • 著者名/発表者名
      蔡安邦
    • 学会等名
      Workshop on key materials for energy
    • 発表場所
      國立臺北科技大學, 台湾
    • 年月日
      2009-12-14
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 合金設計による貴金属代替~触媒を例として~2009

    • 著者名/発表者名
      蔡安邦
    • 学会等名
      石油学会触媒シンポジウム
    • 発表場所
      工学院大学
    • 年月日
      2009-11-24
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Al-Au-Fe系共晶合金の組織と触媒特性2009

    • 著者名/発表者名
      亀岡聡
    • 学会等名
      第2回触媒材料研究会
    • 発表場所
      ラフォーレ蔵王リゾート&スパ
    • 年月日
      2009-11-13
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 水素誘起アモルファスCe系金属間化合物の触媒特性2009

    • 著者名/発表者名
      遠藤成輝
    • 学会等名
      第2回触媒材料研究会
    • 発表場所
      ラフォーレ蔵王リゾート&スパ
    • 年月日
      2009-11-13
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Paradigm shift in condensed matters~Quasi rystals~2009

    • 著者名/発表者名
      蔡安邦
    • 学会等名
      特別講演会
    • 発表場所
      國立臺北科技大學, 台湾
    • 年月日
      2009-11-02
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 物質構造におけるパラダイムシフト~準結晶~2009

    • 著者名/発表者名
      蔡安邦
    • 学会等名
      日本金属学会東北支部秋田地区講演会
    • 発表場所
      秋田大学
    • 年月日
      2009-10-30
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 金属組織制御にまる新しいナノ構造体と触媒機能の創出2009

    • 著者名/発表者名
      亀岡聡, 田邊豊和, 蔡安邦
    • 学会等名
      日本金属学会春期大会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2009-09-16
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Formation, structure and surfaces of quasicrystals2009

    • 著者名/発表者名
      蔡安邦
    • 学会等名
      Aperiodic 09
    • 発表場所
      リバプール大学, イギリス
    • 年月日
      2009-09-16
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Hydrogen absorption in the Au-Zr binary intermetallic compounds-possibility for activationprocess as catalysts2009

    • 著者名/発表者名
      遠藤成輝
    • 学会等名
      Gold 2009
    • 発表場所
      ハイデルベルグ大学, ドイツ
    • 年月日
      2009-07-27
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Metallurgical design for the fabrication of mesoporous gold catalysts2009

    • 著者名/発表者名
      亀岡聡
    • 学会等名
      Gold 2009
    • 発表場所
      ハイデルベルグ大学, ドイツ
    • 年月日
      2009-07-27
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 金属間化合物の組織制御による触媒機能の創出と向上2009

    • 著者名/発表者名
      票安邦
    • 学会等名
      日本金属学会春期大会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2009-03-29
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Desinging catalysts by controlling valence band structure of alloys2008

    • 著者名/発表者名
      A. P. Tsai, N. Endo, S. Kameoka, Y. Ishii
    • 学会等名
      6th International Conference on Solid Compounds and Transition Elements
    • 発表場所
      Dresden, Germany.
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書 2009 自己評価報告書
  • [学会発表] Quasicrystals : as precursors for catalyats2008

    • 著者名/発表者名
      A. P. Tsai, S. Kameoka
    • 学会等名
      in European School in Materials Science
    • 発表場所
      Ljubljana, Slovenia
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] 価電子制御による金属触媒設計2007

    • 著者名/発表者名
      蔡 安邦
    • 学会等名
      日本金属学会秋期大会
    • 発表場所
      岐阜大学
    • 年月日
      2007-09-20
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] Quasicrystals (Quasicrystals and Approximants in Cd-M systems and related alloys)2007

    • 著者名/発表者名
      A. P. Tsai, C. P. Gomez
    • 出版者
      contributed authors for Chapter 4 Elsevier
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [図書] Quasicrystals((Quasicrystals and Approximants in Cd-M systems and related alloys), contributed authors for Chapter 4)2007

    • 著者名/発表者名
      A. P. Tsai, C. P.
    • 出版者
      Elsevier
    • 関連する報告書
      2009 自己評価報告書
  • [備考] 蔡安邦、本多フロンティア賞受賞、2008年5月9日

    • URL

      http://www.sci-news.co.jp/news/topics/200803/200307.htm

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [備考] 蔡安邦、ロレーヌ工科大学(仏)より名誉博士授与、2009年10月26日

    • URL

      http://www.tohoku.ac.jp/japanese/2009/11/award20091111-01.html

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [備考] 蔡安邦、ロレーヌ工科大学 (仏) より名誉博士授与、2009年10月26日

    • URL

      http://www.tohoku.ac.jp/japanese/2009/11/award20091111-01.html

    • 関連する報告書
      2009 自己評価報告書
  • [備考] 蔡安邦、本多フロンティア賞受賞、2008年5月9日

    • URL

      http://www.sci-news.co.jp/news/topics/20080/200307.htm

    • 関連する報告書
      2009 自己評価報告書
  • [産業財産権] コア/シェル磁性粒子およびその製造方法2009

    • 発明者名
      蔡安邦、亀岡聡、服部康志
    • 権利者名
      富士フィルム株式会社、東北大学
    • 産業財産権番号
      2009-178054
    • 出願年月日
      2009-07-30
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [産業財産権] 排ガス浄化用触媒およびその製造方法2008

    • 発明者名
      蔡安邦、亀岡聡、森川彰
    • 権利者名
      株式会社トヨタ中央研究所、東北大学
    • 出願年月日
      2008-10-03
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [産業財産権] ラネー型金属多孔体とその製造方法ならびに触媒2008

    • 発明者名
      蔡安邦、亀岡聡、木村知史
    • 権利者名
      物質材料研究機構、東北大学
    • 産業財産権番号
      2008-242965
    • 出願年月日
      2008-09-22
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [産業財産権] 排ガス浄化用触媒およびその製造方法2008

    • 発明者名
      蔡安邦, 亀岡聡, 森川彰
    • 権利者名
      (株) 豊田中央研究所、東北大学
    • 出願年月日
      2008-10-03
    • 関連する報告書
      2009 自己評価報告書
  • [産業財産権] ラネー型金属多孔体とその製造方法ならびに触媒2008

    • 発明者名
      蔡安邦, 亀岡聡, 木村知史
    • 権利者名
      物質材料研究機構、東北大学
    • 産業財産権番号
      2008-242965
    • 出願年月日
      2008-09-22
    • 関連する報告書
      2009 自己評価報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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