| 研究課題/領域番号 |
19K05067
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分26040:構造材料および機能材料関連
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| 研究機関 | 北九州工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
小畑 賢次 北九州工業高等専門学校, 生産デザイン工学科, 准教授 (70370046)
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| 研究分担者 |
松嶋 茂憲 北九州工業高等専門学校, 生産デザイン工学科, 教授 (80229476)
水野 康平 北九州工業高等専門学校, 生産デザイン工学科, 教授 (80342583)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | 光殺菌 / 光触媒 / Fe系複合酸化物 / Bi系複合酸化物 / LED照明応答 / 可視光応答 / Bi4Ti3O12 / Bi2O3-TiO2 系複合酸化物 / LED / パイロクロア型複合酸化物 / Bi2Ce2O7 / 黄色顔料 / 酸化チタン / Bi2Zr2O7 / Y2Ti2O7 / MgFe2O4 / Bi2O3 / 生体・医療・福祉材料 / LED応答 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
「照明成長戦略2020」に基づいて、公共施設におけるLED型照明（擬似白色LED, 以下LEDと略す）が普及しつつある。しかしながら、LED照射下の室内では可視光応答型光触媒の性能は甚だ不十分である。本研究では、高い酸化活性を有するBi系酸化物と高い還元電位を有するFe系酸化物をヘテロ接合することでZスキーム型光触媒を構成し、LED照射下で高い光殺菌活性を示す光触媒を開発することを目的とし、以下の項目を検討する。(1) Bi系酸化物のバンド構造制御と微細構造制御, (2) Fe系酸化物のナノ粒子化と微細構造制御, (3) Bi/Feヘテロ接合型光触媒による光触媒活性および光殺菌試験の実施
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| 研究成果の概要 |
本研究では、高い酸化活性を有するBi系酸化物と高い還元電位を有するFe系酸化物をヘテロ接合することでZスキーム型光触媒を構成し、LED照射下で高い光殺菌活性を示す光触媒を開発するものである。Bi系酸化物ではBi2O3,パイロクロア型複合酸化物（Bi2M2O7;M=Ti,Zr,Ce）,BiVO4についてLED応答性を調べたところ、Bi2Zr2O7系が高いMB色素の分解活性能を示した。Fe系酸化物では、MgFe2O4にLaを添加するとナノ粒子が得られ、半導体の電気的特性がn型からp型に変化した。Bi2Zr2O7とMgFe2O4でZスキーム型光触媒を構築したが、LED応答性は不十分であった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の特色は、材料科学と生物学・生化学を融合して新規な光殺菌触媒を創製することである。本研究の知見は、触媒化学, 電気化学, 環境科学分野などでの機能性材料開発においても重要であり、医療・福祉材料分野の発展に大いに貢献するものである。
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