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低温プラズマ表面ナノ構造制御による高感度可視光応答性を示す新規複合化光触媒の創製

研究課題

研究課題/領域番号 20360338
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 材料加工・処理
研究機関北九州工業高等専門学校

研究代表者

山田 憲二  北九州工業高等専門学校, 物質化学工学科, 特任教授 (80101179)

研究分担者 松嶋 茂憲  北九州工業高等専門学校, 物質化学工学科, 教授 (80229476)
中村 裕之  北九州工業高等専門学校, 総合科学科, 教授 (70172434)
研究期間 (年度) 2008 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円)
2010年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2009年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2008年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
キーワード低温プラズマ / 光触媒 / 可視光 / ナノ構造 / ドーピング / 表面
研究概要

低温プラズマ表面ナノ構造制御により、以下に示すそれぞれ異なるメカニズムで可視光応答性を示す新規な複合化光触媒を創製した。(1)窒素プラズマ処理により、窒素ドーピング層を表面に持つ酸化チタン・遷移金属ドープ酸化チタンをそれぞれ調製し、バンドギャップの狭窄化を実現させた。(2)有機銅化合物のプラズマCVDによりCu含有層を複合化させた酸化チタンを調製し、可視光励起電子がCuを還元することで多電子還元機能の発現を実現させた。(3)窒素プラズマドーピング層を持つNbドープ酸化チタン(n型半導体)とCuBi_2O_4(p型半導体)の複合化微粒子はそれぞれの半導体の可視光励起により励起電子がn型半導体からp型半導体に移動するZ-スキームを実現させた。

報告書

(4件)
  • 2010 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (57件)

すべて 2011 2010 2009 2008

すべて 雑誌論文 (19件) (うち査読あり 16件) 学会発表 (37件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] 異種半導体からなる複合化光触媒の可視光応答化に関する研究2011

    • 著者名/発表者名
      山田憲二
    • 雑誌名

      北九州工業高等専門学校研究報告

      巻: 44 ページ: 71-75

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] Preparation and Characterization of Ca_4Bi_6O_13 Complex Oxide2011

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

      Chemistry Letters

      巻: 3 ページ: 288-289

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 異種半導体からなる複合化光触媒の可視光応答化に関する研究2010

    • 著者名/発表者名
      山田憲二、橋爪隆生、山本和弥、園田達彦、谷口学
    • 雑誌名

      北九州工業高等専門学校研究報告 44巻

      ページ: 71-75

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [雑誌論文] First-principles energy band calculation for CaBi_2O_4 with monoclinic structure2010

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Nakamura, Shinichirou Ishii, Kenji Yamada, Shigenori Matsushima, Masao Arai, Kenkichiro Kobayashi
    • 雑誌名

      Materials Chemistry and Physics 121

      ページ: 385-389

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] First-principles Energy Band Calculation for CaBi2O4 with Monoclinic Structure2010

    • 著者名/発表者名
      H.Nakamura
    • 雑誌名

      Materials Chemistry and Physics

      巻: 139 ページ: 385-389

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] First-principles energy band calculation for CaBi_2O_4 with monoclinic structure2010

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Nakamura
    • 雑誌名

      Materials Chemistry and Physics 121

      ページ: 385-389

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] CO_2 sensing performances of potentiometric sensor based on Na_<1+x>Zr_2Si_2PO_<12>(0<x<3)2010

    • 著者名/発表者名
      Kenji Obata
    • 雑誌名

      Journal of Ceramic Society of Japan 118

      ページ: 213-216

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] クエン酸錯体法によるCaO-Bi_2O_3複合酸化物の調製とキャラクタリゼーション2010

    • 著者名/発表者名
      松嶋茂憲
    • 雑誌名

      北九州工業高等専門学校研究報告 43

      ページ: 75-78

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文]2010

    • 著者名/発表者名
      Kenji Yamada
    • 雑誌名

      Handbook of Photocatalysts : Preparation, Structure and Applications(Chapter 6 : Photocatalytic Activity of Plasma-Surface-Modified TiO_2 Films and Particles under Visible Light)(Nova Science Publishers, Inc.)

      ページ: 239-275

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [雑誌論文] Relationship between aging time and EMF change potentiometric CO_2 device using Na_<1+x>Zr_2Si_xP_<3-x>O_<12>(0<x<3)2009

    • 著者名/発表者名
      Kenji Obata
    • 雑誌名

      Sensors & Actuators B 139

      ページ: 435-439

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 複素インピーダンス測定による色素増感型太陽電池の構成要素の最適化2009

    • 著者名/発表者名
      阪本恭平
    • 雑誌名

      北九州工業高等専門学校研究報告 42

      ページ: 99-108

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of thermal treatment on photocatalytic activity of N-doped TiO_2 particles under visible light2008

    • 著者名/発表者名
      Kenji Yamada, Hirokazu Yamane, Shigenori Matsushima, Hiroyuki Nakamura, Kayo Ohira, Mai Kouya, Kiyoshi Kumada
    • 雑誌名

      Thin Solid Films 516

      ページ: 7482-7487

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photocatalytic activity of TiO_2 thin films doped with nitrogen using a cathodic magnetron plasma treatment2008

    • 著者名/発表者名
      Kenji Yamada, Hirokazu Yamane, Shigenori Matsushima, Hiroyuki Nakamura, Tatsuhiko Sonoda, Satoshi Miura, Kiyoshi Kumada
    • 雑誌名

      Thin Solid Films 516

      ページ: 7560-7564

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] First-principles energy band calculation of Bi_2CuO_4 with antiferromagnetic structure2008

    • 著者名/発表者名
      Shigenori Matsushima, Kenji Yamada, Hiroyuki Nakamura, Masao Arai, Kenkichiro Kobayashi
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan 116

      ページ: 589-592

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of thermal treatment on photocatalytic activity of N-doped TiO_2 particles under visible light2008

    • 著者名/発表者名
      Kenji Yamada
    • 雑誌名

      Thin Solid Films 516

      ページ: 7482-7487

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photocatalytic activity of TiO_2 thin films doped with nitrogen usinga cathodic magnetron plasma treatment2008

    • 著者名/発表者名
      Kenji Yamada
    • 雑誌名

      Thin Solid Films 516

      ページ: 7560-7564

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] First-principles energy band calculation of Bi_2CuO_4 with antiferromagnetic structure2008

    • 著者名/発表者名
      Shigenori Matsushima
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan 116

      ページ: 589-592

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low wet etching rates of ZnO films prepared by sputtering of mixed ZnO and AlN powder targets2008

    • 著者名/発表者名
      Kenkichiro Kobayashi
    • 雑誌名

      Thin Solid Films 516

      ページ: 4894-4898

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] NASICON-based NO_2 device attached with metal oxide and nitrite compound for the low temperature operation2008

    • 著者名/発表者名
      Kenji Obata
    • 雑誌名

      Sensors & Actuators B 130

      ページ: 269-276

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 無機ナノチューブを複合化した色素増感太陽電池の作製と特性評価2011

    • 著者名/発表者名
      山田憲二
    • 学会等名
      日本化学会第91春季年会
    • 発表場所
      神奈川大学
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] クエン酸錯体法によるビスマス系アルカリ土類複合酸化物の調製とキャラクタリゼーション2011

    • 著者名/発表者名
      松嶋茂憲
    • 学会等名
      日本化学会第91春季年会
    • 発表場所
      神奈川県神奈川大学
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 低温プラズマCVDによる多電子還元性金属担持光触媒の可視光応答化に関する研究2010

    • 著者名/発表者名
      山田憲二
    • 学会等名
      2010年日本化学会西日本大会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2010-11-06
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 有機金属化合物を用いたプラズマCVD処理による酸化チタン光触媒の可視光応答化に関する研究2010

    • 著者名/発表者名
      山田憲二
    • 学会等名
      2010年日本化学会西日本大会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2010-11-06
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] n型半導体及びp型半導体からなるZ-スキーム型光触媒の高感度可視光応答化に関する構造因子の検討2010

    • 著者名/発表者名
      山田憲二
    • 学会等名
      2010年日本化学会西日本大会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2010-11-06
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 電荷移動錯体増感色素を用いた薄膜太陽電池における酸化チタン電極の低温プラズマ効果2010

    • 著者名/発表者名
      山田憲二
    • 学会等名
      2010年日本化学会西日本大会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2010-11-06
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Development of P-type Semiconductor Electrode in N/P Tandem-Type Dye-sensitized Solar Cell2010

    • 著者名/発表者名
      Kenji Yamada
    • 学会等名
      18^<th> International Conference on Photochemical Conversion and Storage of Solar Energy
    • 発表場所
      Korea University, Korea
    • 年月日
      2010-07-27
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Development of P-type Semiconductor Electrode in N/P Tandem-Type Dye-sensitized Solar Cell2010

    • 著者名/発表者名
      Kenji Yamada
    • 学会等名
      18^<th> International Conference on Photochemical Conversion and Storage of Solar Energy
    • 発表場所
      Korea University Korea
    • 年月日
      2010-07-27
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 低温プラズマCVDによる多電子還元性光触媒の可視光応答化に関する研究2010

    • 著者名/発表者名
      山田憲二
    • 学会等名
      第47回化学関連支部合同九州大会
    • 発表場所
      北九州国際会議場
    • 年月日
      2010-07-10
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 酸化チタン微粒子のプラズマCVD/熱処理による可視光応答化の検討2010

    • 著者名/発表者名
      山田憲二
    • 学会等名
      第47回化学関連支部合同九州大会
    • 発表場所
      北九州国際会議場
    • 年月日
      2010-07-10
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] n型半導体およびp型半導体からなるZ-スキーム型光触媒の高感度可視光応答化に関する研究2010

    • 著者名/発表者名
      山田憲二
    • 学会等名
      第47回化学関連支部合同九州大会
    • 発表場所
      北九州国際会議場
    • 年月日
      2010-07-10
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 有機色素増感太陽電池における酸化チタン電極の低温プラズマ処理効果2010

    • 著者名/発表者名
      山田憲二
    • 学会等名
      第47回化学関連支部合同九州大会
    • 発表場所
      北九州国際会議場
    • 年月日
      2010-07-10
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Plasma CVD Treatment for Titanium Dioxides to Approach The High Performance of Photocatalysts by Visible Light Irradiation2010

    • 著者名/発表者名
      Kenji Yamada
    • 学会等名
      IEEE Region 10 Conference 2010
    • 発表場所
      福岡国際会議場
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書 2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Transition Metal Doped Titanium Dioxide Synthesized by Microwave Irradiation2010

    • 著者名/発表者名
      Kenji Yamada
    • 学会等名
      2010 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      Hawai'i Convention Center, USA
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Preparation of Thin Film Photovoltaic Organic Cells Sensitized with Organic Dye TCNQ2010

    • 著者名/発表者名
      Kenji Yamada
    • 学会等名
      Korea-Japan Forum 2010 on Organic Materials for Electronics and Photonics
    • 発表場所
      北九州国際会議場
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of Aluminosilicate and Aliminogermanate by Microwave Irradiation2010

    • 著者名/発表者名
      Kenji Yamada
    • 学会等名
      2010 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      Hawai'i Convention Center USA
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Transition Metal Doped Titanium Dioxide Synthesized by Microwave Irradiation2010

    • 著者名/発表者名
      Kenji Yamada
    • 学会等名
      2010 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      Hawai'i Convention Center USA
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Ca_4Bi_6O_13の低温合成2010

    • 著者名/発表者名
      松嶋茂憲
    • 学会等名
      2010年日本化学会西日本大会
    • 発表場所
      熊本県熊本大学
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 異種元素をドープしたCa_4Bi_6O_13の調製とキャラクタリゼーション2010

    • 著者名/発表者名
      松嶋茂憲
    • 学会等名
      2010年日本化学会西日本大会
    • 発表場所
      熊本県熊本大学
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 酸化チタン微粒子のプラズマCVD処理及び熱処理による可視光応答化に関する研究2009

    • 著者名/発表者名
      中村綾子
    • 学会等名
      2009年日本化学会西日本大会
    • 発表場所
      愛媛県、愛媛大学
    • 年月日
      2009-11-08
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 色素増感太陽電池の酸化チタン電極における遷移金属ドープ量と電池特性の関係2009

    • 著者名/発表者名
      早川善久
    • 学会等名
      2009年日本化学会西日本大会
    • 発表場所
      愛媛県、愛媛大学
    • 年月日
      2009-11-08
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] p型半導体を組み込んだ新規色素増感太陽電池の光電変換メカニズム2009

    • 著者名/発表者名
      山本隆之
    • 学会等名
      2009年日本化学会西日本大会
    • 発表場所
      愛媛県、愛媛大学
    • 年月日
      2009-11-08
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] CO_2とNO_2を同時計測が可能な固体電解質ガスセンサの開発2009

    • 著者名/発表者名
      小畑賢次
    • 学会等名
      2009年日本化学会西日本大会
    • 発表場所
      愛媛県、愛媛大学
    • 年月日
      2009-11-08
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 沿面放電素子の特性評価とその劣化診断法の開発2009

    • 著者名/発表者名
      西澤理
    • 学会等名
      日本高専学会
    • 発表場所
      愛知県、豊橋技術科学大学
    • 年月日
      2009-08-28
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Effect of Plasma CVD Treatment of TiO_2 Particles on Its Photocatalytic Activity under Visible Light2009

    • 著者名/発表者名
      Kenji Yamada
    • 学会等名
      International Symposium on Plasma Chemistry
    • 発表場所
      Ruhr-University Bochum, Germany
    • 年月日
      2009-07-30
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書 2009 実績報告書
  • [学会発表] Plasma Treatment of Semiconductor Electrode for the Improvement of Dye-sensitized Solar Cell2009

    • 著者名/発表者名
      Kenji Yamada
    • 学会等名
      International Symposium on PlasmaChemistry
    • 発表場所
      Ruhr-University Bochum, Germany
    • 年月日
      2009-07-30
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Plasma Treatment of Semiconductor Electrode for the Improvement of Dye-sensitized Solar Cell2009

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Yamamoto
    • 学会等名
      International Symposium on Plasma Chemistry
    • 発表場所
      Ruhr-University Bochum, Germany
    • 年月日
      2009-07-30
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 酸化チタン微粒子のプラズマCVD処理による可視光応答化に関する研究2009

    • 著者名/発表者名
      中村綾子
    • 学会等名
      第46回化学関連支部合同九州大会
    • 発表場所
      福岡県、北九州国際会議場
    • 年月日
      2009-07-11
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 色素増感太陽電池特性に及ぼす遷移金属ドープ酸化チタン電極の低温プラズマ処理効果2009

    • 著者名/発表者名
      早川善久
    • 学会等名
      第46回化学関連支部合同九州大会
    • 発表場所
      福岡県、北九州国際会議場
    • 年月日
      2009-07-11
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] p型半導体を組み込んだ色素増感太陽電池の特性と光電変換メカニズム2009

    • 著者名/発表者名
      山本隆之
    • 学会等名
      第46回化学関連支部合同九州大会
    • 発表場所
      福岡県、北九州国際会議場
    • 年月日
      2009-07-11
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 色素増感太陽電池特性に及ぼす低温プラズマ処理NbドープTiO_2微粒子からなる薄膜電極の導入効果2009

    • 著者名/発表者名
      毎床悠企
    • 学会等名
      第46回化学関連支部合同九州大会
    • 発表場所
      福岡県、北九州国際会議場
    • 年月日
      2009-07-11
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 電荷移動錯体色素の増感特性に及ぼす半導体電極の低温プラズマ処理効果2009

    • 著者名/発表者名
      原一貴
    • 学会等名
      第46回化学関連支部合同九州大会
    • 発表場所
      福岡県、北九州国際会議場
    • 年月日
      2009-07-11
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] NASICON(Na_<1+x>Zr_2Si_2PO_<12>:0<x<3)を用いた起電力式CO_2センサのガス検知特性2009

    • 著者名/発表者名
      中生裕也
    • 学会等名
      第46回化学関連支部合同九州大会
    • 発表場所
      福岡県、北九州国際会議場
    • 年月日
      2009-07-11
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] CO_2 Sensing Performances of Potentiometric Sensor Based on Na_<1+x>Zr_2Si_2PO_<12>(0<x<3)2009

    • 著者名/発表者名
      Kenji Obata
    • 学会等名
      The 13 th Internatinal Symposium on Olfaction and Electronic Nose
    • 発表場所
      Brescia Italy
    • 年月日
      2009-04-14
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Elements optimization of dye-sensitized solar cells by using impedance spectroscopy analysis in dye-sensitized solar cell2008

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Nakamura
    • 学会等名
      The 3rd Japan-Korea Bilateral Workshop on Dye-sensitized and Organic Solar Cell
    • 発表場所
      北九州国際会議場
    • 年月日
      2008-12-18
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Relations between anodestructure composed of plasma treated TiO_2 particles and light-to-electric energy conversion efficiency in dye-sensitized solar cell2008

    • 著者名/発表者名
      Kenji Yamada
    • 学会等名
      Eleventh International Conference on Plasma Surface Engineering
    • 発表場所
      Garmisch-Partenkirchen, Germany
    • 年月日
      2008-09-16
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Relations between anode structure composed of plasma treated TiO_2 particles and light-to-electric energy conversion efficiency in dye-sensitized solar cell2008

    • 著者名/発表者名
      Kenji Yamada
    • 学会等名
      Eleventh International Conference on Plasma Surface Engineering
    • 発表場所
      Garmisch-Partenkirchen, Germany
    • 年月日
      2008-09-16
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [図書] Handbook of Photocatalysts : Preparation, Structure and Applications(Chapter 6 : Photocatalytic Activity of Plasma-Surface-Modified TiO_2 Films and Particles under Visible Light)2010

    • 著者名/発表者名
      Kenji Yamada, Hiroyuki Nakamura, Shigenori Matsushima, Nova Science
    • 出版者
      Publishers, Inc.
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書

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公開日: 2008-04-01   更新日: 2016-04-21  

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