| 研究課題/領域番号 |
19K05187
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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28010:ナノ構造化学関連
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| 研究機関 | 中央大学 |
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研究代表者 |
田中 秀樹 中央大学, 理工学部, 教授 (40312251)
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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 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 銅ナノ粒子 / ゼオライト / ナノ多孔質 / 触媒効率 / PNIPAM / 熱応答材料 / 光熱変換 / セレン化銅ナノワイヤ / PEDOT:PSS / 熱電材料 / パーコレーション / 光還元法 / 電気伝導 / ゼーベック係数 / ナノシート / 光アンテナ / エネルギー移動 / プラズモン発光 / メチルビオロゲン / 凝集体 / 有機酸 / 分解 / 触媒 / アクリジンオレンジ / 蛍光発光 / 電子移動 / FRET / 純銅ナノ粒子 / 多様性 / 貴金属ライク |
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| 研究開始時の研究の概要 |
貴金属ナノ粒子の代替として期待されているものの非常に合成が難しいとされてきた銅ナノ粒子について、貴金属ライクな特性をもった純銅ナノ粒子を合成し、これを触媒反応へ応用することを試みる。ナノ粒子については申請者らがこれまで得てきた、粒径、形状、物性面で多様性をもつ純銅ナノ粒子群を用いることで、多角的な触媒応用を目指す。
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| 研究実績の概要 |
銅ナノ粒子は、還元による合成が難しいだけでなく、合成されたナノ粒子が容易に酸化されやすいため、純銅ナノ粒子を得るのは一般には困難であった。こうした純銅ナノ粒子について、光還元法を駆使して構造多様性をもたせた合成法の確立を行ってきた。
２０２３年度は、とりわけ反応性が高くなるとされている１ｎｍ粒径のナノ粒子を、１ｎｍ径の多孔質で構成されているゼオライト中に合成した。実際にゼオライト中のみにナノ粒子が合成されていることを示した上で、こうした試料が触媒あたりの反応効率が最も高くなることも確認した。実際にベンジルアルコールの酸化反応触媒をモデル反応としてとりあげたところ、反応率、反応選択性ともに極めて高いことがわかった。このことについては、既往の研究実施例を調べ上げた上で、いずれにも増して高い反応効率であることを示し、非常に実用性の高い触媒を合成できたことについて論文発表した。
２０２３年度はこれに加えて、こうした純銅ナノ粒子をPNIPAMに代表されるサーモクロミック材料、すなわち熱応答材料中に埋め込み合成することを試みた。PNIPAMは室温付近の温度変化によって、その構造を敏感に変化させる分子であるが、銅ナノ粒子を導入することによって、ナノ粒子の強いプラズモン吸収による可視光の高効率吸収特性を付与することで、光熱変換を行い、結果的に熱応答させることを目指した。実際合成されたものの構造的分析および熱応答性能についての実験的確認を行い、その高効率性について論文発表した。この材料については光熱変換によって誘起される構造変化を活用したユニークな触媒反応への応用も期待できる。
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