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ナノ空間場における増強量子分子篩効果による高選択的重水素化反応の開発

研究課題

研究課題/領域番号 21241026
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 ナノ材料・ナノバイオサイエンス
研究機関信州大学 (2010-2011)
千葉大学 (2009)

研究代表者

金子 克美  信州大学, エキゾチック・ナノカーボンの創成と応用プロジェクト拠点, 特別特任教授 (20009608)

研究分担者 大場 友則  千葉大学, 大学院・理学研究科, 助教 (80406884)
伊藤 努武  信州大学, エキゾチック・ナノカーボンの創成と応用プロジェクト拠点, 助教 (40586822)
藤森 利彦  信州大学, エキゾチック・ナノカーボンの創成と応用プロジェクト拠点, 助教 (60586824)
研究期間 (年度) 2009 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
47,450千円 (直接経費: 36,500千円、間接経費: 10,950千円)
2011年度: 11,830千円 (直接経費: 9,100千円、間接経費: 2,730千円)
2010年度: 15,080千円 (直接経費: 11,600千円、間接経費: 3,480千円)
2009年度: 20,540千円 (直接経費: 15,800千円、間接経費: 4,740千円)
キーワード量子分子篩効果 / ミクロポアフィリング / ナノ細孔 / 低温吸着 / カーボンナノチューブ / 水素 / メタン / 同位体分離 / 量子揺らぎ / 活性炭 / 極低温気体吸着 / 活性炭素繊維 / 量子分子篩作用 / 単層カーボンナノチューブ / 重水素 / メタン同位体 / ナノ細孔体
研究概要

量子分子篩効果はナノスケール空間系で顕著になり、分離が困難な水素と重水素のような同位体分子に対する物理吸着性に顕著な差異を生ずる。本研究では、単層カーボンナノチューブをはじめとする各種ナノ細孔性炭素を用いて、水素と重水素における量子分子篩効果とナノ細孔構造との関係、その温度依存性を検討し、量子分子篩効果の本質を解明した。水素以外の同位体の例としてC^<12> H_4とC^<12> D_4を用いて、95~ 136Kにおいては低温ほど量子分子篩効果が顕著であることを示した。

報告書

(4件)
  • 2011 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (48件)

すべて 2012 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (22件) (うち査読あり 22件) 学会発表 (16件) 図書 (8件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Collective Interactions of Molecules with an Interfacial Solid2012

    • 著者名/発表者名
      K. Kaneko, T. Itoh, T. Fujimori
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 41 号: 5 ページ: 466-475

    • DOI

      10.1246/cl.2012.466

    • NAID

      10030619151

    • ISSN
      0366-7022, 1348-0715
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formation of CO_x Free H_2 and Cup-stacked Carbon Nanotubes over Nano-Ni Dispersed Single Wall Carbon Nanohorns2012

    • 著者名/発表者名
      S. Wang, T. Itoh, T. Fujimori, M. M. Castro, A. S. Albero, F. Rodriguez-Reinoso, T. Ohba, H. Kanoh, K. Kaneko
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 28 号: 19 ページ: 7564-7571

    • DOI

      10.1021/la3006986

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selective Probe of the Morphology and Local Vibrations at Carbon Nanoasperities2012

    • 著者名/発表者名
      T. Fujimori, K. Urita, D. Tomanek, T. Ohba, I. Moriguchi, M. Endo, K. Kaneko
    • 雑誌名

      J. Chem. Phys.

      巻: 136 号: 6

    • DOI

      10.1063/1.3682771

    • NAID

      120007102132

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Nanoscale Curvature Sign and Bundle Structure on Supercritical H_2 and CH_4 Adsorptivity of Single Wall Carbon Nanotube2011

    • 著者名/発表者名
      M. Yamamoto, T. Itoh, H. Sakamoto, T. Fujimori, K. Urita, Y. Hattori, T. Ohba, H. Kagita, H. Kanoh, S. Niimura, K. Hata, K. Takeuchi, M. Endo, F. Rodriguez-Reinoso, K. Kaneko
    • 雑誌名

      Adsorption

      巻: 17 ページ: 643-651

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Confinement in Carbon Nanospace-Induced Production of KI Nanocrystals of High Pressure Phase2011

    • 著者名/発表者名
      K. Urita, Y. Shiga, T. Fujimori, Y. Hattori, H, Kanoh, T. Ohba, H. Tanaka, M. Yudasaka, S. Iijima, I, Moriguchi, F. Okino, M. Endo, K. Kaneko, J
    • 雑誌名

      Am. Chem. Soc.

      巻: 133 号: 27 ページ: 10344-10347

    • DOI

      10.1021/ja202565r

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electronically Modified Single Wall Carbon Nanohorns with Iodine Adsorption2011

    • 著者名/発表者名
      F. Khoerunnisa, T. Fujimori, T. Itoh, H. Kanoh, T. Ohba, M. Yudasaka, S. Iijima, K. Kaneko
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lett.

      巻: 501 号: 4-6 ページ: 485-490

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2010.11.086

    • NAID

      120007102135

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anomaly of CH_4 Molecular Assembly Confined in Single Wall Carbon Nanohorn Spaces2011

    • 著者名/発表者名
      S. Hashimoto, T. Fujimori, H. Tanaka, K. Urita, T. Ohba, H. Kanoh, T. Itoh, M. Asai, H. Sakamoto, S. Niimura, M. Endo, F. Rodoriguez-Reinoso, K. Kaneko, J
    • 雑誌名

      Am. Chem. Soc. 133

      巻: 133 号: 7 ページ: 2022-2024

    • DOI

      10.1021/ja1086886

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of nanoscale curvature sign and bundle structure on supercritical H_2 and CH_4 adsorptivity of single wall carbon nanotube2011

    • 著者名/発表者名
      M.Yamamoto, K.Kaneko, 他13名
    • 雑誌名

      Adsorption

      巻: 17 号: 3 ページ: 643-651

    • DOI

      10.1007/s10450-011-9358-y

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Marked Adsorption Irreversibility of Graphitic Nanoribbons for CO_2 and H_2O2011

    • 著者名/発表者名
      M.Asai, K.Kaneko, 他7名
    • 雑誌名

      J.Am.Chem.Soc.

      巻: 133 号: 38 ページ: 14880-14883

    • DOI

      10.1021/ja205832z

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Kinetically Forbidden Transformations of Water Molecular Assmblies in Hydrophobic Micropores2011

    • 著者名/発表者名
      T.Ohba, K.Kaneko
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 27 号: 12 ページ: 7609-7613

    • DOI

      10.1021/la201115s

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selective D_2 Adsorption Enhanced by the Quantum Sieving Effect on Entangled Single-Wall Carbon Nanotubes2010

    • 著者名/発表者名
      D. Noguchi, H. Tanaka, T. Fujimori, T. Kagita, Y. Hattori, H. Honda, K. Urita, S. Utsumi, Z.-M. Wang, T. Ohba, H. Kanoh, K. Hata, K. Kaneko
    • 雑誌名

      J. Phys.: Condens. Matter

      巻: 22 号: 33 ページ: 334207-334221

    • DOI

      10.1088/0953-8984/22/33/334207

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evidence of Dynamic Pentagon-Heptagon Pairs in Single-Wall Carbon Nanotubes using Surface-Enhanced Raman Scattering2010

    • 著者名/発表者名
      T. Fujimori, K. Urita, T. Ohba, H. Kanoh, K. Kaneko
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 132 号: 19 ページ: 6764-6767

    • DOI

      10.1021/ja100760m

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pseudometallization of single wall carbon nanotube bundles with intercalation of naphthalene2010

    • 著者名/発表者名
      S.Gotovac-Atlagic, et al.
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B

      巻: 82

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selective D_2 Adsorption Enhanced by Quantum Sieving Effect on Entangled Sinle-Wall Carbon Nanotubes2010

    • 著者名/発表者名
      D.Noguchi, et al.
    • 雑誌名

      J.Phys.: Condens.Matter

      巻: 22 ページ: 334207-334221

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evidence of Dynamic Pentagon-Heptagon Pairs in Single-Wall Carbon Nanotubes using Surface-Enhanced Raman Scattering2010

    • 著者名/発表者名
      T.Fujimori, et al.
    • 雑誌名

      J.Am.Chem.Soc.

      巻: 132 ページ: 6764-6767

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of a Quaternary Ammonium Salt on Propylene Carbonate Structure in Slit-Shape Carbon Nanopores2010

    • 著者名/発表者名
      A.Tanaka, et al.
    • 雑誌名

      J.Amer.Chem.Soc.

      巻: 132 ページ: 2112-2113

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Equilibration-time and pore-width dependent hysteresis of water adsorption isotherm on hydrophobic microporous carbons2010

    • 著者名/発表者名
      M.Nakamura, et al.
    • 雑誌名

      Carbon

      巻: 48 ページ: 305-312

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Equilibration-time and pore-width dependent hysteresis of water adsorption isotherm on hydrophobic microporous carbons2010

    • 著者名/発表者名
      M.Nakamura, T.Ohba, P.Branton, H.Kanoh, K.Kaneko
    • 雑誌名

      Carbon 48

      ページ: 305-312

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhanced Hydrogen Adsorptivity of Single-Wall Carbon Nanotube Bundles by One-Step C_60-Pillaring Method2009

    • 著者名/発表者名
      M. Arai, S. Utsumi, M. Kanamaru, K. Urita, T. Fujimori, N. Yoshizawa, D. Noguchi, K. Nishiyama, Y. Hattori, F. Okino, T. Ohba, H. Tanaka, H. Kanoh, K. Kaneko
    • 雑誌名

      Nano Lett.

      巻: 9 号: 11 ページ: 3694-3698

    • DOI

      10.1021/nl9015733

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantum Effects on Hydrogen Isotopes Adsorption in Nanopores2009

    • 著者名/発表者名
      H. Tanaka, D. Noguchi, A. Yuzawa, T. Kodaira, K. Kaneko
    • 雑誌名

      J. Low Temp. Phys.

      巻: 157 号: 3-4 ページ: 352-373

    • DOI

      10.1007/s10909-009-9917-8

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantum Effects on Hydrogen Isotopes Adsorption in Nanopores2009

    • 著者名/発表者名
      H.Tanaka, D.Noguchi, A.Yuzawa, T.Kodaira, K.Kaneko
    • 雑誌名

      Journal of Low Temperature Physics 157

      ページ: 352-373

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fine Pore Mouth Structure of Molecular Sieve Carbon with GCMC-Assisted Supercritical Gas Adsorption Analysis2009

    • 著者名/発表者名
      R.Kobori, T, Ohba, T.Suzuki, T.Iiyama, S.Ozeki, M.Inagaki, A.Nakamura, M.Kawai, H, Kanoh, K.Kaneko
    • 雑誌名

      Adsorption 114

      ページ: 114-122

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Quantum-Fluctuation Induced Sieving Effect in Physical Adsorption on Nanoporous Materials2012

    • 著者名/発表者名
      金子克美
    • 学会等名
      2012 International Nanoporous Materials Workshop
    • 発表場所
      Daejeon,韓国(招待講演)
    • 年月日
      2012-03-02
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] QUANTUM MOLECULAR SIEVING OF NANOPOROUS MATERIALS FOR HYDROGEN AND METHANE ISOTOPES2012

    • 著者名/発表者名
      K. Kaneko
    • 学会等名
      6th Pacific Basin Conference on Adsorption Science and Technology(PBAST6)
    • 発表場所
      Taiwan, Taipei
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Micropore Filling of Quantum Molecules2011

    • 著者名/発表者名
      金子克美
    • 学会等名
      Dubinin記念MODERN PROBLEMS OF ADSORPTION国際会議
    • 発表場所
      Moscow,ロシア(招待講演)
    • 年月日
      2011-10-27
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Carbon Nanospace-Aided Quantum Molecular Sieving for Separation of Nuclear Fusion Fuels and Radioactive Wastes2011

    • 著者名/発表者名
      金子克美
    • 学会等名
      アメリカ化学工学会
    • 発表場所
      Minneapolis米国(招待講演)
    • 年月日
      2011-10-17
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] MICROPORE FILLING OF QUANTUM MOLECULES2011

    • 著者名/発表者名
      K. Kaneko
    • 学会等名
      The International Conference dedicated to the 50th anniversary of Academician M. M. Dubinin : MODERN PROBLEMS OF ADSORPTION
    • 発表場所
      Moscow, Russia
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] QUANTUM MOLECULAR SIEVING OF ISOTOPIC HYDROGEN AND METHANE : APPLICATION POTENTIAL TO CONTROL OF RADIOACTIVE ELEMENTS2011

    • 著者名/発表者名
      K. Kaneko
    • 学会等名
      2011 AIChE Annual Meeting
    • 発表場所
      Minneapolis, USA
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] QUANTUM MOLECULAR SIEVING OF ISOTOPIC HYDROGEN AND METHANE2011

    • 著者名/発表者名
      K. Kaneko
    • 学会等名
      Annual International World Conference on Carbon(Carbon2011)
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] NONOENVIRONMENT-SENSITIVE SOLID PORE WALLS2011

    • 著者名/発表者名
      K. Kaneko
    • 学会等名
      International Workshop on Adsorption in Compliant Nanoporous Solids : Theory, Simulation, and Experiments
    • 発表場所
      Paris, France
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Application potential of Carbon Nanopore-Induced Confinent Effect2010

    • 著者名/発表者名
      K.Kaneko
    • 学会等名
      The 8^<th> International Conference on Carbon Saves the Earth 2010
    • 発表場所
      城島高原ホテル、大分
    • 年月日
      2010-11-26
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Nanocon finement-Mediated Molecular and Ionic Assemblies2010

    • 著者名/発表者名
      K.Kaneko
    • 学会等名
      21th International Conference on Chemical Thermodynamics
    • 発表場所
      国際会議場、筑波
    • 年月日
      2010-08-02
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Novel Chemical Functions of Carbon Nanopaces and Their Application Potential2010

    • 著者名/発表者名
      K.Kaneko
    • 学会等名
      The 5th International Symposium on Novel Carbon Resource Sciences
    • 発表場所
      Curtin Univ of Tech.Perth, Australia
    • 年月日
      2010-04-22
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] NOVEL CHEMICAL FUNCTIONS OF CARBON NANOPACES AND THEIR APPLICATION POTENTIAL2010

    • 著者名/発表者名
      K. Kaneko
    • 学会等名
      The 5th International Symposium on Novel Carbon Resource Sciences
    • 発表場所
      Perth, Australia
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Structural Characterization of Molecules and Ions in Nanopore Spaces.2009

    • 著者名/発表者名
      K.Kaneko
    • 学会等名
      Materials Research Society
    • 発表場所
      ボストン、USA
    • 年月日
      2009-12-02
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] ADSORPTION NANOSCIENCE FOR SUSTAINABLE TECHNOLOGY2009

    • 著者名/発表者名
      K.Kaneko
    • 学会等名
      7th Asia Pacific Conference on Sustainable Energy and Environmental Technologies
    • 発表場所
      青島、中国
    • 年月日
      2009-10-16
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] STRUCTURAL UNDERSTANDING OF METASTABLE ADSORPTION STATE OF WATER IN NANOSCALE PORES OF HYDROPHOBIC CARBON.2009

    • 著者名/発表者名
      K.Kaneko
    • 学会等名
      6th International Discussion Meeting on Relaxations in Complex System
    • 発表場所
      ローマ、イタリア
    • 年月日
      2009-09-01
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] CARBON NANOPORE FIFLD-INDUCED IONIC STRUCTURES2009

    • 著者名/発表者名
      K.Kaneko
    • 学会等名
      4th International Conference on Polymer Batteries and Fuel Cells
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2009-08-02
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [図書] Hydrogen Adsorptivity of Bundle-Structure Controlled Single-Wall Carbon Nanotubes, Carbon Nanotubes-From Research to Applications2011

    • 著者名/発表者名
      S. Utsumi and K. Kaneko
    • 出版者
      InTech Open Access Publisher, Rijeka, Croatia
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [図書] Modeling, and Processing2011

    • 著者名/発表者名
      S. Utsumi and K. Kaneko
    • 出版者
      (Ed. N. Kane llopous) CRC Press
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [図書] ガス貯蔵・分離,炭素学2011

    • 著者名/発表者名
      金子克美、坂本裕俊
    • 出版者
      化学同人
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [図書] 二面性ナノカーボンの環境鋭敏構造性,界面の分子科学-界面デザインと界面計測(日本化学会編)2011

    • 著者名/発表者名
      藤森利彦、伊藤努武、金子克美
    • 出版者
      化学同人
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [図書] Nanoporous Materials : Advanced Techniques for Characterization, Modeling, and Processing2011

    • 著者名/発表者名
      内海重宣、金子克美
    • 総ページ数
      33
    • 出版者
      CRC Press (New York, USA)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [図書] 水素貯蔵材料:炭素材料,「水素エネルギー技術の展開(秋葉悦男監修)」2010

    • 著者名/発表者名
      田中秀樹、金子克美
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [図書] 革新的な多孔質材料2010

    • 著者名/発表者名
      金子克美
    • 総ページ数
      7
    • 出版者
      化学同人
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [図書] 水素エネルギー技術の展開2010

    • 著者名/発表者名
      田中秀樹
    • 総ページ数
      17
    • 出版者
      シーエムシー
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考] ホームページにて研究活動を公開している。

    • URL

      http://www.shinshu-u.ac.jp/project/encs/

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [備考] 信州大学ホームページ信州知の森:先端研究知の創造、"巨大化学プラントに匹敵するナノカーボン吸着機能の夢と可能性"のTV

    • URL

      http://www.shinshu-u.ac.jp/special/research/index.html

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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