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ナノサイズZrO2/炭素クラスター複合体による新規可視光機能性光触媒の開発

研究課題

研究課題/領域番号 21310076
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 ナノ材料・ナノバイオサイエンス
研究機関近畿大学

研究代表者

松井 英雄  近畿大学, 理工学部, 准教授 (60340759)

連携研究者 多田 弘明  近畿大学, 理工学部, 教授 (60298990)
伊藤 征司郎  近畿大学, 理工学部, 教授 (40088448)
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
19,110千円 (直接経費: 14,700千円、間接経費: 4,410千円)
2011年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2010年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2009年度: 13,650千円 (直接経費: 10,500千円、間接経費: 3,150千円)
キーワードナノ機能材料 / 複合光触媒 / 可視光応答化 / ナノ材料 / 複合酸化物 / 光触媒 / 酸化ジルコニウム / 炭素 / 複合化材料
研究概要

本研究の主要な成果は以下の通りである。
(1)フェノール樹脂を有機マトリックスに用い、親水化処理を行うことで、ZrO_2/炭素クラスター複合体の光触媒活性が向上した。
(2)複合体の酸化サイトにMnO_2, CeO_2を選択的に担持することで、水の可視光完全分解反応が進行した。
(3)可視光応答性は、酸素欠損や炭素ドープによるバンド構造のスプリット化と、炭素クラスターの電荷分離能の相乗的効果であることが示唆された。
(4)絶縁体であるAl_2O_3, SiO_2を導入した系においても可視光応答化することが判明した。
(5)隔膜セルに適用可能な電荷分離機能を示す傾斜組成薄膜の構築に成功した。

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

    (18件)

すべて 2012 2011 2010 2009

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] The photoelectronic behaviors of MoO_3-loaded ZrO_2/carbon cluster nano-composite materials2012

    • 著者名/発表者名
      H. Matsui, A. Ishiko, S. Karuppuchamy, M. A. Hassan, M. Yoshihara
    • 雑誌名

      Appl. Nanosci

      巻: 2 ページ: 25-30

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Visible light-sensitive MnO_2-and CeO_2-loaded ZrO_2/carbon cluster/Pt nano-composite materials2012

    • 著者名/発表者名
      H. Matsui, M. Ikegami, S. Karuppuchamy, M. A. Hassan, M. Yoshihara
    • 雑誌名

      Superlattices and Microstructures

      巻: 51 号: 2 ページ: 239-246

    • DOI

      10.1016/j.spmi.2011.11.016

    • 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] Efficient photocatalytic activity of MnO_2-loaded ZrO_2/carbon cluster nanocomposite materials under visible light irradiation2012

    • 著者名/発表者名
      H. Matsui, N. Bandou, S. Karuppuchamy, M. A. Hassan, M. Yoshihara
    • 雑誌名

      Ceramics International

      巻: 38 号: 2 ページ: 1605-1610

    • DOI

      10.1016/j.ceramint.2011.09.049

    • 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] Visible light induce photocatalytic activity of Nb_2O_5/carbon cluster/Cr_2O_3 composite materials2012

    • 著者名/発表者名
      S. Karuppuchamy, H. Matsui, K. Kira, M. A. Hassan, M. Yoshihara
    • 雑誌名

      Ceramics International

      巻: 38 号: 2 ページ: 1515-1521

    • DOI

      10.1016/j.ceramint.2011.09.035

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Visible light induced electron transfer behavior of a CeO_2-loaded HfO_2/carbon cluster nanocomposite material2012

    • 著者名/発表者名
      H. Matsui, N. Nishii, S. Karuppuchamy, J.-M. Jeong, M. A. Hassan, M. Yoshihara
    • 雑誌名

      J. Alloys and Compounds

      巻: 513 ページ: 184-188

    • DOI

      10.1016/j.jallcom.2011.10.016

    • 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] Synthesis and characterization of ZrO_2/MnO_2/carbon cluster nanocomposite materials2011

    • 著者名/発表者名
      H. Matsui, N. Bando, S. Karuppuchamy, J.-M. Jeong, M. Yoshihara
    • 雑誌名

      Suprlattices and Micro-structures

      巻: 50 号: 4 ページ: 427-436

    • DOI

      10.1016/j.spmi.2011.08.007

    • 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] Synthesis and Characterization of MoO_3/Carbon Clusters/ZrO_2 Composite Materials2009

    • 著者名/発表者名
      H. Matsui, A. Ishiko, S. Karuppuchamy, M. Yoshihara
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds

      巻: 473 号: 1-2 ページ: L33-L38

    • DOI

      10.1016/j.jallcom.2008.06.039

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Electronic Behavior of ZrO_2/Cr_2O_3/Carbon Clusters Composite Material2009

    • 著者名/発表者名
      H. Miyazaki, H. Matsui, Y. Kita, S. Karuppuchamy S. Ito, M. Yoshihara
    • 雑誌名

      Current Applied Physics

      巻: 9 号: 1 ページ: 155-160

    • DOI

      10.1016/j.cap.2008.01.005

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Electronic Behavior of ZrO_2/Cr_2O_3/Carbon Clusters Composite Material2009

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu MIYAZAKI, Hideo MATSUI, Yosuke KITA, Subbian KARUPPUCHAMY, Seishiro ITO, Masakuni YOSHIHARA
    • 雑誌名

      Current Applied Physics VOL.9

      ページ: 155-160

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and Characterization of MoO_3/Carbon Clusters/ZrO_2 Composite Materials2009

    • 著者名/発表者名
      Hideo MATSUI, Akira ISHIKO, Subbian KARUPPUCHAMY, Masakuni YOSHIHARA
    • 雑誌名

      Journal of Alloys & Compounds No.473

      ページ: 33-38

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] アノード酸化法を基盤とするAl_2O_3/MgO傾斜組成薄膜の作製と機能性2011

    • 著者名/発表者名
      今森康輔, 松井英雄
    • 学会等名
      第13回関西表面技術フォーラム
    • 発表場所
      キャンパスプラザ京都(京都府)
    • 年月日
      2011-11-29
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
  • [学会発表] カソード電析法を用いたAl_2O_3/MgO傾斜組成薄膜の作製と機能性2011

    • 著者名/発表者名
      茅野真一, 松井英雄
    • 学会等名
      第13回関西表面技術フォーラム
    • 発表場所
      キャンパスプラザ京都(京都府)
    • 年月日
      2011-11-29
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
  • [学会発表] アノード酸化法を基盤とするAl_2O_3/MgO傾斜組成薄膜の作製2011

    • 著者名/発表者名
      今森康輔, 松井英雄
    • 学会等名
      表面技術協会第123回講演大会
    • 発表場所
      関東学院大学(神奈川県)
    • 年月日
      2011-03-18
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] カソード電析法を用いたAl_2O_3/MgO傾斜組成薄膜の作製2011

    • 著者名/発表者名
      茅野真一, 松井英雄
    • 学会等名
      表面技術協会第123回講演大会
    • 発表場所
      東学院大学(神奈川県)
    • 年月日
      2011-03-17
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] ZrO_2/炭素クラスター複合系光触媒の表面酸化処理による高活性化2010

    • 著者名/発表者名
      日永田悠, 松井英雄
    • 学会等名
      第37回炭素材料学会年会
    • 発表場所
      姫路市民会館(兵庫県)
    • 年月日
      2010-12-01
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] ZrO_2/炭素クラスター複合系光触媒の表面酸化処理による高活性化2010

    • 著者名/発表者名
      日永田悠, 松井英雄
    • 学会等名
      炭素材料学会
    • 発表場所
      姫路市民会館
    • 年月日
      2010-12-01
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ナノサイズZrO_2/炭素クラスター複合体による新規可視光機能性光触媒の開発2010

    • 著者名/発表者名
      日永田悠, 松井英雄
    • 学会等名
      第10回GSC(グリーン・サステイナブルケミストリーネットワーク)シンポジウム
    • 発表場所
      学術総合センター一橋記念講堂(東京都)
    • 年月日
      2010-03-04
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] ナノサイズZrO_2/炭素クラスター複合体による新規可視光機能性光触媒の開発2010

    • 著者名/発表者名
      日永田悠, 松井英雄
    • 学会等名
      グリーン・サステイナブルケミストリーネットワーク
    • 発表場所
      学術総合センター 一橋記念講堂(東京都)
    • 年月日
      2010-03-04
    • 関連する報告書
      2009 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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