| 研究課題/領域番号 |
19K15348
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分27020:反応工学およびプロセスシステム工学関連
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
成 基明 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 助教 (30747259)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2019年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | 超臨界水 / ナノ / 触媒 / 金属 / 合成 / 非平衡 / 熱力学 / 反応速度 / metal / nanoparticle / supercritical / flow reactor / EOS / hydrogen / Thermodynamics / kinetics / fugacity / functional nanomaterials / material synthesis |
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| 研究開始時の研究の概要 |
For the synthesis of nano-sized metals, it is necessary to inhibit secondary oxidation at the particle surface so that in-situ modification is essential. Supercritical water can provide a homogenous reaction condition suitable for this purpose. It is essential to balance the chemical potentials between metal ions, water, a reducing agent, and modifiers. Therefore, this research aims to establish the fundamentals for synthesis and in-situ modification of metal nanoparticles via thermodynamic and kinetic viewpoints and propose a new, economical and environmentally benign synthesis process.
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| 研究成果の概要 |
本研究では、有機溶媒の使用を最小限に抑えるために、超臨界水と流通式反応器を用いて金属ナノ粒子を生成し、これに関する基盤技術を確立している。水素は、水に溶けにくいが、高温高圧の水には溶けやすい。高温高圧水での水素の還元力を状態方程式を用いて推定し、ナノ粒子合成にフィードバックした。ここで、昇温区間や反応時間が短い流通式反応器を投入し、酸化物の生成とその大きさなどのパラメタ情報を得て全体の反応機構を理解し、プロセス設計に必要な要素技術を獲得した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の学術的意義は、超臨界水での水素の還元ポテンシャルを求め、通常還元しにくい金属種を還元できるようにすることにある。プロセスの観点から見ると非平衡反応系は酸化物の初期生成を抑制し、金属の還元をより容易にすることができる。従って、これらの技術が産業化につながるのであれば、より環境に優しい方法で、金属ナノ粒子を大量に生産することができるので社会的意義は大きいと考えられる。
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