| 研究課題/領域番号 |
21K18823
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分26:材料工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 豊橋技術科学大学 |
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研究代表者 |
河村 剛 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10548192)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2023年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2022年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2021年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | 酸化鉄 / ナノ構造 / 光触媒 / 汚染水浄化 / 6価クロム / 重金属除去 / 陽極酸化 / ナノ構造基板 / 表面プラズモン共鳴 / ナノ多孔構造 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
酸化鉄は安価・安全であるため、もし高い機能を付与することができれば、大きな需要が見込まれる。そこで本研究では、酸化鉄をベースとした新規光触媒の合成を目指す。酸化鉄のナノサイズ化や適切な助触媒の添加、表面プラズモン共鳴の利用などが可能な材料のデザインと合成を行い、その形態や光触媒特性を詳細に調査する。
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| 研究成果の概要 |
酸化鉄をベースとした多様なナノ構造材料の合成プロセスを開発し、その光触媒特性を評価した。特に酸化鉄と硫酸鉄の複合ナノ粒子において、高い光触媒特性が確認され、それが主に硫酸鉄由来のラジカルによるものであるとわかった。粉末試料に加えて、基板状の酸化鉄ナノ構造体の合成プロセスも開発し、多様な構造体の重金属除去特性や光電気化学特性を評価することで、その特徴を明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
酸化鉄はありふれた素材であり、安全・安価に入手・利用できる。そのため、酸化鉄に機能性を付与することで、有用な材料に変える事は大変意義深い。本研究では、特に光触媒への応用を考えたときに、高性能化のボトルネックとなる光生成された正孔の短い拡散距離を克服することを考えた。そこで、電荷分離促進のための異種物質との複合化と、拡散距離低減のためのナノ構造化を実施し、特性の改善を試みた。また、有害重金属の一種である6価クロムをナノ構造酸化鉄に吸着させることで、汚染水を浄化する試みも実施し、異なるナノ構造間での特性の違いを明らかにした。
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