液液界面を利用した新しい物質合成パラダイムの構築と機能材料への応用

• 研究課題/領域番号: 21655078
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 無機工業材料
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 藤原 忍 慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (60276417)
• 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: 3,400千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 300千円); 2011年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2010年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 2009年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
• キーワード: 液相合成 / 複合金属酸化物 / 層状金属水酸化物 / インターカレーション / 結晶成長 / 形態制御 / 蛍光体 / 太陽電池 / バナジウム / 層状水酸化亜鉛 / 有機-無機ハイブリッド / ニオブ酸ナトリウム

研究概要

混ざり合わない有機溶媒と水とを用いた液液二相系にて、大気圧下および常温付近での無機合成を行った。遷移金属あるいは希土類元素を含む水酸化物では、有機酸イオンをインターカレートしたハイブリッド材料が得られた。また、有機相と水相に異なる金属イオンを溶かすことにより、2種類の金属を含む複合酸化物を液液界面での反応を通して合成することもできた。得られた種々の材料について、蛍光体や太陽電池電極としての機能性を評価した。

研究成果

• [雑誌論文] Room-Temperature Sol-Gel Synthesis of Sodium Hexaniobate in an Immiscible Hexane-Water System and Its Conversion into NaNbO_3 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田中将啓・藤原忍
  • 雑誌名: European Journal of Inorganic Chemistry 巻: 2012 号: 8 ページ: 1180-1185
  • DOI: 10.1002/ejic.201101329
  • 査読あり
• [雑誌論文] Room-Temperature Sol-Gel Synthesis of Sodium Hexaniobate in an Immiscible Hexane-Water System and Its Conversion into NaNbO_3 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田中将啓、藤原忍
  • 雑誌名: European Journal of Inorganic Chemistry 巻: No.8 ページ: 1180-1185
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quasi-Solid-State Dye-Sensitized Solar Cells Using ZnO Photoelectrodes Fabricated by a Liquid Process (2011)
  • 著者名/発表者名: 細川人生、藤原忍
  • 雑誌名: Key Engineering Materials 巻: Vol.485 ページ: 161-164
  • 査読あり
• [雑誌論文] Liquid-Liquid Biphasic Synthesis of Layered Zinc Hydroxides Intercalated with Long-Chain Carboxylate Ions and Their Conversion into ZnO Nanostructures (2011)
  • 著者名/発表者名: 井上沙羅、藤原忍
  • 雑誌名: Inorganic Chemistry 巻: Vol.50, No.8 ページ: 3605-3612
  • 査読あり
• [雑誌論文] Liquid-Liquid Biphasic Synthesis of Layered Zinc Hydroxides Intercalated with Long-Chain Carboxylate Ions and Their Conversion into ZnO Nanostructures (2011)
  • 著者名/発表者名: 井上沙羅・藤原忍
  • 雑誌名: Inorganic Chemistry 巻: (掲載確定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quasi-Solid-State Dye-Sensitized Solar Cells Using ZnO Photoelectrodes Fabricated by a Liquid Process (2011)
  • 著者名/発表者名: 細川人生・藤原忍
  • 雑誌名: Key Engineering Materials 巻: (掲載確定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of Inorganic-Organic Layered Compounds Using Immiscible Liquid-Liquid Systems under the Distribution Law (2010)
  • 著者名/発表者名: 井上沙羅、藤原忍
  • 雑誌名: Langmuir 巻: Vol.26, No.20 ページ: 15938-15944
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of Inorganic-Organic Layered Compounds Using Immiscible Liquid-Liquid Systems under the Distribution Law (2010)
  • 著者名/発表者名: 井上沙羅・藤原忍
  • 雑誌名: Langmuir 巻: VOL.26 ページ: 15938-15944
  • 査読あり
• [学会発表] 液液二相系を利用した嵩高い有機酸を含む層状イットリウム水酸化物の一段階合成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 渡辺萌・藤原忍
  • 学会等名: 日本セラミックス協会2012年年会
  • 発表場所: 京都大学(京都市)
  • 年月日: 2012-03-21
• [学会発表] Fabrication of Zinc Oxide-Based Dye-Sensitized Solar Cells Using Gel Polymer Electrolytes by Solution Process (2011)
  • 著者名/発表者名: 細川人生・藤原忍
  • 学会等名: 21st International Photovoltaic Science and Engineering Conference
  • 発表場所: ヒルトン福岡シーホーク(福岡市)
  • 年月日: 2011-11-29
• [学会発表] Elaboration of Nanostructured ZnO Films by Wet Chemical Processes for Use in Dye-Sensitized Solar Cells (2011)
  • 著者名/発表者名: 藤原忍、細川人生、宇都宮宏和、上野慎太郎
  • 学会等名: European Congress and Exhibition on Advanced Materials and Processes 2011
  • 発表場所: モンペリエ(フランス)
  • 年月日: 2011-09-12
• [学会発表] A One-Step Synthesis of Layered Yttrium Hydroxides Containing Sterically-Bulky Organic Anions Using Immiscible Liquid-Liquid Systems (2011)
  • 著者名/発表者名: 渡辺萌・藤原忍
  • 学会等名: European Congress and Exhibition on Advanced Materials and Processes 2011
  • 発表場所: モンペリエ(フランス)
  • 年月日: 2011-09-12
• [学会発表] A New Sol-Gel Route to Synthesize Morphology-Controlled NaNbO_3 Particles Using Immiscible Liquid-Liquid Systems (2011)
  • 著者名/発表者名: 田中将啓・藤原忍
  • 学会等名: European Congress and Exhibition on Advanced Materials and Processes 2011
  • 発表場所: モンペリエ(フランス)
  • 年月日: 2011-09-12
• [学会発表] 層状金属水酸化物の溶液合成と形態制御およびその応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 藤原忍
  • 学会等名: 日本ゾル-ゲル学会第9回討論会
  • 発表場所: 関西大学(吹田市)
  • 年月日: 2011-07-28
• [学会発表] 層状金属水酸化物の溶液合成と形態制御およびその応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 藤原忍
  • 学会等名: 日本ゾル-ゲル学会第9回討論会
  • 発表場所: 関西大学(大阪府)(招待講演)
  • 年月日: 2011-07-28
• [学会発表] Incorporation of Long-Chain Carboxylate Ions into Layered Zinc Hydroxides in Liquid-Liquid Systems and Their Conversion to Nanostructured ZnO (2011)
  • 著者名/発表者名: 藤原忍・井上沙羅
  • 学会等名: Tenth International Conference on Materials Chemistry
  • 発表場所: マンチェスター(イギリス)
  • 年月日: 2011-07-06
• [学会発表] 液液2相系における亜鉛系有機・無機ハイブリッド材料の合成と高次カルボン酸のインターカレーション制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 井上沙羅・藤原忍
  • 学会等名: 第49回セラミックス基礎科学討論会
  • 発表場所: 岡山コンベンションセンター(岡山市)
  • 年月日: 2011-01-11
• [学会発表] 液液二相系の界面を利用したニオブ化合物の合成と形態制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田中将啓・藤原忍
  • 学会等名: 第49回セラミックス基礎科学討論会
  • 発表場所: 岡山コンベンションセンター(岡山市)
  • 年月日: 2011-01-11
• [学会発表] 液相プロセスを用いたZnO光電極の作製および擬固体型色素増感太陽電池への応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 細川人生・藤原忍
  • 学会等名: 第30回エレクトロセラミックス研究討論会
  • 発表場所: 東京理科大学(新宿区)
  • 年月日: 2010-10-30
• [学会発表] Synthesis of Inorganic-Organic Hybrid Materials Based on Liquid-Liquid Biphasic Systems (2010)
  • 著者名/発表者名: 井上沙羅、藤原忍
  • 発表場所: スイス連邦工科大学(チューリッヒ、スイス)
  • 年月日: 2010-08-30
• [学会発表] Synthesis of Inorganic-Organic Hybrid Materials Based on Liquid-Liquid Biphasic Systems (2010)
  • 著者名/発表者名: 井上沙羅・藤原忍
  • 学会等名: 11th International Conference on Ceramic Processing Science
  • 発表場所: スイス連邦工科大学(チューリッヒ、スイス)
  • 年月日: 2010-08-30
• [学会発表] 液液二相系の界面を利用したニオブ化合物の合成とその形態および組成変化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 田中将啓・藤原忍
  • 学会等名: 日本ゾルーゲル学会第8回討論会
  • 発表場所: 名古屋大学(名古屋市)
  • 年月日: 2010-07-29
• [学会発表] 液相合成を用いたZnO膜の作製と色素増感太陽電池への応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 細川人生・藤原忍
  • 学会等名: 日本ゾルーゲル学会第8回討論会
  • 発表場所: 名古屋大学(名古屋市)
  • 年月日: 2010-07-29
• [学会発表] Elaboration of Dye-Sensitized ZnO Solar Cells by Wet Chemical Processes (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤原忍・上野慎太郎・細川人生・井上沙羅
  • 学会等名: The 8th International Conference on Coatings on Glass and Plastics
  • 発表場所: ブラウンシュバイク(ドイツ)
  • 年月日: 2010-06-24
• [学会発表] 液液二相系に基づいた固相析出反応の設計と層状水酸化亜鉛への適用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 井上沙羅・藤原忍
  • 学会等名: 日本セラミックス協会2010年年会
  • 発表場所: 小金井市・東京農工大学
  • 年月日: 2010-03-23
• [学会発表] 液液二相系を利用したニオブ酸ナトリウムNaNbO_3の合成と形態制御 (2010)
  • 著者名/発表者名: 田中将啓、藤原忍
  • 学会等名: 日本セラミックス協会2010年年会
  • 発表場所: 東京農工大学(小金井市)
  • 年月日: 2010-03-22
• [学会発表] 液液二相系を利用したニオブ酸ナトリウムNaNbO_3の合成と形態制御 (2010)
  • 著者名/発表者名: 田中将啓・藤原忍
  • 学会等名: 日本セラミックス協会2010年年会
  • 発表場所: 小金井市・東京農工大学
  • 年月日: 2010-03-22
• [学会発表] 液液2相系における層状水酸化亜鉛化合物の合成と応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 井上沙羅・藤原忍
  • 学会等名: 第48回セラミックス基礎科学討論会
  • 発表場所: 宜野湾市・沖縄コンベンションセンター
  • 年月日: 2010-01-12
• [学会発表] 液液2相系における物質合成-層状水酸化亜鉛化合物を例として- (2009)
  • 著者名/発表者名: 井上沙羅・藤原忍
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第22回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 松山市・愛媛大学
  • 年月日: 2009-09-17
• [学会発表] Synthesis of Layered Hydroxide Zinc Benzoate Nanostructures Using Immiscible Liquid-Liquid Interface (2009)
  • 著者名/発表者名: 井上沙羅・藤原忍
  • 学会等名: European Congress and Exhibition on Advanced Materials and Processes 2009
  • 発表場所: グラスゴー・UK
  • 年月日: 2009-09-08
• [学会発表] 液液界面を用いた層状水酸化安息香酸亜鉛の合成 (2009)
  • 著者名/発表者名: 井上沙羅・藤原忍
  • 学会等名: 日本ゾルーゲル学会第7回討論会
  • 発表場所: 京都市・メルパルク京都
  • 年月日: 2009-07-31
• [備考]