グラファイト型窒化炭素の構造と物性に関する電子状態シミュレーション研究

• 研究課題/領域番号: 22550019
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物理化学
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 杉本 学 熊本大学, 大学院・自然科学研究科, 准教授 (80284735)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2012年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2011年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2010年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 理論化学 / 電子状態 / 構造化学 / 光触媒 / 窒化炭素 / 反応機構 / 計算化学 / グラファイト型窒化炭素 / 量子化学 / 水分解反応 / 水素発生 / 光化学 / 反応機構解析

研究概要

主に炭素と窒素からなるグラファイト窒化炭素(g-CN)は 19 世紀から合成されていた高分子であるが、その構造や性質についてはほとんど知られていなかった。21 世紀に入り、金属を含まないにも関わらず触媒として作用することや、元素置換によって光導電性を示す電子機能材料としての利用できる可能性があることが見いだされるようになった。 本研究では g-CN の構造と興味深い反応性や物性との相関を明らかにする目的で、電子状態に関する計算シミュレーションによる解析研究を行った。

研究成果

• [学会発表] グラファイト型窒化炭素の電子状態と光化学的水分解反応に関する計算化学研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 杉本 学
  • 学会等名: 東北大学卓越大学院研究会
  • 発表場所: 東北大学(仙台)
  • 年月日: 2013-02-06
• [学会発表] グラファイト型窒化炭素による光化学的水分解反応の反応機構に関する電子状態シミュレーション解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 杉本 学, 藤永健太郎
  • 学会等名: 人工光合成による太陽光エネルギーの物質変換:実用化に向けての異分野融合第1回公開シンポジウム
  • 発表場所: 東京工業大学(東京)
  • 年月日: 2012-12-17
• [学会発表] Density Functional Study onPhotochemical Water Splitting byGraphitic Carbon Nitride (2012)
  • 著者名/発表者名: Manabu Sugimoto and Kentarou Fujinaga
  • 学会等名: Theory andApplications of Computational Chemistry(TACC-2012)
  • 発表場所: University ofPavia (Pavia, Italy)
  • 年月日: 2012-09-06
• [学会発表] グラファイト型窒化炭素による光化学的水分解反応の反応機構に関する電子状態シミュレーション解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 杉本 学、藤永健太郎
  • 学会等名: 文科省科研費新学術領域「人工光合成による太陽光エネルギーの物質変換」第1回公開シンポジウム
  • 発表場所: 東京 ・東京工業大学
• [学会発表] グラファイト型窒化炭素による光化学的水分解水素発生の反応機構に関する理論的解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 藤永健太郎、杉本 学
  • 学会等名: 2012年 光化学討論会
  • 発表場所: 東京 ・東京工業大学
• [学会発表] 分子機能を設計・解析・開発する理論計算化学の展開と挑戦的課題 (2012)
  • 著者名/発表者名: 杉本 学
  • 学会等名: 2012年 日本化学会西日本大会
  • 発表場所: 佐賀・佐賀大学
  • 招待講演
• [学会発表] グラファイト型窒化炭素による光化学的水分解水素発生の反応機構に関する理論的解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 藤永健太郎、杉本 学
  • 学会等名: 2012年 日本化学会西日本大会
  • 発表場所: 佐賀・佐賀大学
• [学会発表] Density Functional Study on Photochemical Water Splitting by Graphic Carbon Nitride (2012)
  • 著者名/発表者名: Manabu Sugimoto
  • 学会等名: TACC-2012 (Theorey and Applications of Computational Chemistry)
  • 発表場所: Pavia, Italy・パヴィア大学
• [学会発表] グラファイト型窒化炭素の細孔特性と金属イオンによる電子状態制御に関する計算シミュレーション研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 藤永健太郎, 杉本 学
  • 発表場所: 岡山理科大学(岡山市)
  • 年月日: 2011-09-19
• [学会発表] グラファイト型窒化炭素の細孔特性と金属イオンによる電子状態制御に関する計算シミュレーション研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 藤永健太郎・杉本学
  • 学会等名: 第61回錯体化学討論会
  • 発表場所: 岡山理科大学(岡山県)
  • 年月日: 2011-09-19
• [学会発表] 原子ドーピングによるグラファイト型窒化炭素の反応・物性デザインに関する理論的研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 杉本 学
  • 学会等名: 2011 年光化学討論会,宮崎観光ホテル
  • 発表場所: 宮崎
  • 年月日: 2011-09-06
• [学会発表] 原子ドーピングによるグラファイト型窒化炭素の反応・物性デザインに関する理論的研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 杉本学
  • 学会等名: 2011光化学討論会
  • 発表場所: 宮崎観光ホテル(宮崎県)
  • 年月日: 2011-09-06
• [学会発表] グラファイト型窒化炭素による光化学的水分解反応に関する電子状態シミュレーション (2011)
  • 著者名/発表者名: 藤永健太郎・杉本学
  • 学会等名: 2011光化学討論会
  • 発表場所: 宮崎観光ホテル(宮崎県)
  • 年月日: 2011-09-06
• [学会発表] GeometricStructures, Electronic Structures, andPhotoresponses of Graphitic CarbonNitride. A Theoretical Study UsingOligomer Models (2010)
  • 著者名/発表者名: Manabu Sugimoto
  • 学会等名: 6-th AsianPhotochemistry Conference 2010
  • 発表場所: Victoria University(Wellington, New Zealand)
  • 年月日: 2010-11-15
• [学会発表] Geometric Structures, Electronic Structures, and Photoresponses of Graphitic Carbon Nitride. A Theoretical Study Using Oligomer Models (2010)
  • 著者名/発表者名: Manabu Sugimoto
  • 学会等名: 6-th Asian Photochemistry Conference 2010
  • 発表場所: Victoria University(Wellington, New Zealand)
  • 年月日: 2010-11-15
• [学会発表] 不純物をドープしたグラファイト型窒化炭素の電子状態と物性に関する理論的研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 杉本 学
  • 学会等名: 2010 年日本化学会西日本大会
  • 発表場所: 熊本大学(熊本)
  • 年月日: 2010-11-07
• [学会発表] 不純物をドープしたグラファイト型窒化炭素の電子状態と物性に関する理論的研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 杉本学
  • 学会等名: 2010年日本化学会西日本大会
  • 発表場所: 熊本大学(熊本市)
  • 年月日: 2010-11-07
• [学会発表] メレムオリゴマーの光吸収と反応性に関する理論的研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 杉本 学, 藤永健太郎
  • 学会等名: 2010 年光化学討論会
  • 発表場所: 千葉大学(千葉)
  • 年月日: 2010-09-10
• [学会発表] メレムオリゴマーの光吸収と反応性に関する理論的研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 杉本学、藤永健太郎
  • 学会等名: 2010年光化学討論会
  • 発表場所: 千葉大学(千葉市)
  • 年月日: 2010-09-10
• [備考]
  • URL: http://www.chem.kumamoto-u.ac.jp/~kucc
• [備考]
  • URL: http://www.chem.kumamoto-u.ac.jp/~sugimoto/sugimoto.html