| 研究課題/領域番号 |
20K05101
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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26030:複合材料および界面関連
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| 研究機関 | 熊本大学 |
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研究代表者 |
西山 勝彦 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 准教授 (10202243)
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| 研究分担者 |
吉本 惣一郎 熊本大学, 産業ナノマテリアル研究所, 准教授 (30323067)
高藤 誠 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 教授 (50332086)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022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)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | one pot reaction / modified nano carbon / nano particles / catalytic reaction / conjugated system / bottom up / surface reaction / energy system / 省貴金属 / 重縮合 / ナノカーボン / パラジウム / ロジウム / ルテニウム / 酸素還元反応 / 電極触媒 / 重縮合ポリマー / π共役系 / 触媒機能 / ナノカーボン電極 / 省貴金属化 / ナノカーボン修飾 / 触媒機能電極 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本申請グループによって開発されたπ共役ポリマー作成法では，単純な二成分重縮合プロセスによってシリカ等の微粒子にπ共役系ポリマーを被覆することが可能で、さらに比較的低温での熱処理によってπ共役系の伸展度も制御可能である。本研究ではこの反応を導電性ナノ粒子表面および電極界面に展開し、酸素還元反応の活性サイトとして考えられる金属フタロシアニン、ポルフィリン等の含窒素芳香族化合物をビルディングブロックとし、トリメチルトリアジンとのone-pot重縮合反応によってπ共役ポリマーを表面で作成し、機能界面を創成することを目的とする。
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| 研究成果の概要 |
π共役ポリマー作製法では，単純な二成分重縮合プロセスによってシリカ等の微粒子にπ 共役系ポリマーを被覆することが可能で、さらに比較的低温での熱処理によってπ共役系 の伸展度も制御可能である。本研究ではこの反応をカーボンブラック等の導電性ナノ粒子 表面、半導体ナノ粒子および電極界面に展開し、酸素還元反応の活性サイトとして考えられる金属フタロシアニン、ポルフィリン等の含窒素芳香族化合物をビルディングブロック とし、トリメチルトリアジンとのone-pot重縮合反応によってπ共役ポリマーを表面で合成した。得られたポリマー修飾ナノカーボンは、水素発生、酸素還元に対しての高い触媒機能を示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では複数のOH基を有する芳香族化合物と三級アミンのone-pot合成によりボトムアップ的に触媒前駆体を形成する手法であるため、1) 金属イオンフリーの含窒素カーボンの作製も可能であることに加えて、鉄、コバルト、ニッケル等の非貴金属イオン、さらに貴金属イオンも自在に導入可能である、2) シリカ等の非導電性表面および、酸化物半導体表面、 金属表面、3) さらにはカーボンブラック等の導電性ナノ粒子も容易に被覆可能であるという点で多様な機能、構造を有する触媒を種々の基板表面に形成可能な独自の手法であり、将来性と可能性が高い研究である。
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