金属ナノ粒子の局在表面プラズモン共鳴を利用する新規光触媒材料の創製

• 研究課題/領域番号: 23560935
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 触媒・資源化学プロセス
• 研究機関: 近畿大学
• 研究代表者: 古南 博 近畿大学, 理工学部, 准教授 (00257966)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2013年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2012年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2011年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 金ナノ粒子 / 表面プラズモン共鳴 / 光触媒 / 可視光 / 酸化チタン / 表面プラズモン吸収 / コロイド / 酸化セリウム

研究概要

可視光に応答する光触媒の合成に関する研究が精力的に行われている。本研究では、金ナノ粒子の表面プラズモン共鳴（SPR）を可視光照射下でプラズモニック光触媒として応用することを検討した。プラズモニック光触媒はユニークな光吸収特性を示し、また、可視光照射下、有機酸の無機化や選択酸化、水素生成、有機化合物の還元において、優れた光触媒特性を示した。白金、銀、パラジウム助触媒で機能化されたSPR型光触媒は、それぞれ、水素生成、ニトロベンゼン還元、クロロベンゼンの脱水素において効果的に機能した。本研究で得られた結果は、さらに優れた活性と選択性を示す新規なプラズモニック光触媒の設計と開発に応用できる。

研究成果

• [雑誌論文] Visible-light-induced hydrogen and oxygen formation over Pt/Au/WO_3 photocatalyst utilizing two types of photoabsorption due to surface plasmon resonance and band-gap excitation (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中淳皓、橋本圭司、古南 博
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 136 号: 2 ページ: 586-589
  • DOI: 10.1021/ja410230u
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photocatalytic chemoselectivc reduction of epoxides to alkenes along with formati on of ketones in alcoholic suspensions of silver-loaded titanium (IV) oxide at roo m temperature without use of reducing gas (2014)
  • 著者名/発表者名: 古南博、山本悟志、今村和也、田中淳晧、橋本圭司
  • 雑誌名: Chemical Communications 巻: (印刷中) 号: 35 ページ: 4558-4560
  • DOI: 10.1039/c3cc49340g
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functionalization of Au/TiO_2 plasmonic photocatalysts with Pd by formation of a core-shell structure for effective dechlorination of chlorobenzene under irradiation of visible light (2013)
  • 著者名/発表者名: 田中淳皓、福康二郎、西卓也、橋本圭司、古南 博
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 巻: 117 号: 33 ページ: 16983-16989
  • DOI: 10.1021/jp403855p
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simultaneous and stoichiometric water oxidation and Cr (VI) reduction in aqueous suspensions of functionalized plasmonic photocatalyst Au/TiO_2-Pt under irradiation of green Light (2013)
  • 著者名/発表者名: 田中淳皓、中西康介、濱田涼介、橋本圭司、古南 博
  • 雑誌名: ACS Catal. 巻: 3 号: 8 ページ: 1886-1891
  • DOI: 10.1021/cs400433r
  • 査読あり
• [雑誌論文] Non-linear photocatalytic reaction induced by visible-light surface-plasmon resonance absorption of gold nanoparticles loaded on titania particles (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Tanaka, K. Hashimoto, B. Ohtani, H. Kominami
  • 雑誌名: Chem. Commun. 巻: 49 号: 33 ページ: 3419-3419
  • DOI: 10.1039/c3cc41122b
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functionalization of plasmonic Au/TiO2 photocatalyst with Ag co-catalyst for quantitative reduction of nitrobenzene to aniline in 2-propanol suspensions under irradiation of visible light (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Tanaka, Y. Nishino, S. Sakaguchi, T. Yoshikawa, K. Imamura, K. Hashimoto, H. Kominami
  • 雑誌名: Chem. Commun. 巻: 49 号: 25 ページ: 2551-2553
  • DOI: 10.1039/c3cc39096a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of Au/TiO_2 with Metal Cocatalysts Exhibiting Strong Surface Plasmon Resonance Effective for Photoinduced Hydrogen Formation under Irradiation of Visible Light (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Tanaka, S. Sakaguchi, K. Hashimoto, H. Kominami
  • 雑誌名: ACS Catal. 巻: 3 ページ: 79-79
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photocatalytic reduction of benzonitrile to benzylamine in aqueous suspension of palladium-loaded titanium(IV) oxide (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Imamura, T. Yoshikawa, K. Nakanishi, K. Hashimoto, H. Kominami
  • 雑誌名: Chem. Commun. 巻: 49 号: 93 ページ: 10911-10913
  • DOI: 10.1039/c3cc46439c
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of Au/TiO2 with Metal Cocatalysts Exhibiting Strong Surface Plasmon Resonance Effective for Photoinduced Hydrogen Formation under Irradiation of Visible Light (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Tanaka, S. Sakaguchi, K. Hashimoto, H. Kominami
  • 雑誌名: ACS Catal. 巻: 3 ページ: 79-85
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gold–Titanium(IV) Oxide Plasmonic Photocatalysts Prepared by a Colloid-Photodeposition Method: Correlation Between Physical Properties and Photocatalytic Activities (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Tanaka, A. Ogino, M. Iwaki, K. Hashimoto, A. Ohnuma, F. Amano, B. Ohtani, H. Kominami
  • 雑誌名: Langmuir 巻: 28 号: 36 ページ: 13105-13111
  • DOI: 10.1021/la301944b
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of Au/CeO2 exhibiting strong surface plasmon resonance effective for selective or chemoselective oxidation of alcohols to aldehydes or ketones in aqueous suspensions under irradiation of green light (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Tanaka, K. Hashimoto, H. Kominami
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 134 号: 35 ページ: 14526-14533
  • DOI: 10.1021/ja305225s
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of Au/TiO2 exhibiting strong surface plasmon resonance effective for photoinduced hydrogen formation from organic and inorganic compounds under irradiation of visible light (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Tanaka, S. Sakaguchi, K. Hashimoto, H. Kominami
  • 雑誌名: Catal. Sci. Technol. 巻: 2 号: 5 ページ: 907-909
  • DOI: 10.1039/c2cy20108a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photocatalytic hydrogen formation from ammonia and methyl amine in an aqueous suspension of metal-loaded titanium(IV) oxide particles (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Kominami, Haruhiko Nishimune, Yuichi Ota, Yuma Arakawa, Takenori Inaba
  • 雑誌名: Applied Catalysis B: Environmental 巻: 111-112 ページ: 297-302
  • DOI: 10.1016/j.apcatb.2011.10.011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gold and Copper Nanoparticles Supported on Cerium(IV) Oxide : A Photocatalyst Mineralizing Organic Acids under Red Light Irradiation (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Tanaka, K. Hashimoto, H. Kominami
  • 雑誌名: ChemCatChem 巻: 3 号: 10 ページ: 1619-1619
  • DOI: 10.1002/cctc.201100158
  • 査読あり
• [雑誌論文] Selective photocatalytic oxidation of aromatic alcohols to aldehydes in an aqueous suspension of gold nanoparticles supported on cerium(IV) oxide under irradiation of green light (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Tanaka, K. Hashimoto, H. Kominami
  • 雑誌名: Chem. Commun. 巻: 47 号: 37 ページ: 10446-10446
  • DOI: 10.1039/c1cc13801d
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gold nanoparticles supported on cerium(IV) oxide powder for mineralization of organic acids in aqueous suspensions under irradiation of visible light of lambda = 530 nm (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Kominami, Atsuhiro Tanaka, Keiji Hashimoto
  • 雑誌名: Applied Catalysis A: General 巻: 397 号: 1-2 ページ: 121-126
  • DOI: 10.1016/j.apcata.2011.02.029
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photocatalytic reduction of nitrobenzenes to aminobenzenes in aqueous suspensions of titanium(IV) oxide in the presence of hole scavengers under deaerated and aerated conditions (2011)
  • 著者名/発表者名: Kazuya Imamura, Shin-ichi Iwasaki, Tsuyoshi Maeda, Keiji Hashimoto, Bunsho Ohtani, and Hiroshi Kominami
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem. Phys. 巻: 13 号: 11 ページ: 5114-5119
  • DOI: 10.1039/c0cp02279a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photocatalytic degradation of 2-propanol over metal-ion-loaded titanium(IV) oxide under visible light irradiation: Effect of physical properties of nano-crystalline titanium(IV) oxide (2011)
  • 著者名/発表者名: Sho Kitano, Keiji Hashimoto, Hiroshi Kominami
  • 雑誌名: Applied Catalysis B: Environmental 巻: 101 号: 3-4 ページ: 206-211
  • DOI: 10.1016/j.apcatb.2010.09.021
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stoichiometric formation of benzene and ketones by photocatalytic dechlorination of chlorobenzene in secondary alcohol suspensions of palladium-loaded titanium(IV) oxide powder in the presence of sodium ion sources (2011)
  • 著者名/発表者名: Kojirou Fuku, Keiji Hashimoto, Hiroshi Kominami
  • 雑誌名: Catal. Sci. Technol. 巻: 1 号: 4 ページ: 586-592
  • DOI: 10.1039/c0cy00040j
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photocatalytic mineralization of acetic acid in aqueous suspension of metal-loaded cerium(IV) oxide under irradiation of visible light (2011)
  • 著者名/発表者名: Atsuhiro Tanaka, Keiji Hashimoto, Hiroshi Kominami
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: 40 号: 4 ページ: 354-356
  • DOI: 10.1246/cl.2011.354
  • NAID: 130004426176
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photocatalytic mineralization of volatile organic compounds over commercial titanium(IV) oxide modified with rhodium(III) ion under visible light irradiation and correlation between physical properties and photocatalytic activity (2011)
  • 著者名/発表者名: Sho Kitano, Keiji Hashimoto, Hiroshi Kominami
  • 雑誌名: Catalysis Today 巻: 164 号: 1 ページ: 404-409
  • DOI: 10.1016/j.cattod.2010.10.064
  • 査読あり
• [学会発表] 金の表面プラズモン共鳴と酸化タングステン(VI)のバンドギャップ励起を用いた可視光水素生成反応 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中淳皓, 橋本圭司, 古南博
  • 学会等名: 第113回触媒討論会
  • 発表場所: 豊橋
  • 年月日: 2014-03-27
• [学会発表] 金の表面プラズモン共鳴と酸化タングステンのバンドギャップ励起を用いた可視光水素生成反応 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中淳皓・橋本圭司・古南博
  • 学会等名: 第113回触媒討論会
  • 発表場所: ロワジールホテル豊橋
• [学会発表] 表面プラズモン共鳴誘起型光触媒の機能化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田中淳皓・橋本圭司・古南博
  • 学会等名: 第32回光がかかわる触媒化学シンポジウム
  • 発表場所: 東京工業大学蔵前会館くらまえホール
• [学会発表] 表面プラズモン共鳴誘起型光触媒による可視光水素生成反応 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田中淳皓・橋本圭司・古南博
  • 学会等名: 第112回触媒討論会
  • 発表場所: 秋田大学手形キャンパス
• [学会発表] Hydrogen formation by Au/TiO2 plasmonic photocatalyst with metal cocatalysts under irradiation of visible light (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Tanaka, K. Hashimoto, H. Kominami
  • 学会等名: XIth European Congress on Catalysis
  • 発表場所: Lyon Convention Center, France
• [学会発表] Gold plasmonic photocatalysts: design, synthesis and functionalization (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Kominami
  • 学会等名: Kick Off Workshop for Gold Catalysis Research Center of DICP
  • 発表場所: Dalian, China
  • 招待講演
• [学会発表] Synthesis and Functionalization of Photocatalysts Utilizing Surface-plasmon Resonance Absorption of Gold Nanoparticles (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Kominami
  • 学会等名: International Symposium on Advanced Mesostructured Catalysts and Photocatalysts (ISAM-Cat)
  • 発表場所: Convention Center, Suita Campus, Osaka University
  • 招待講演
• [学会発表] Photocatalytic selective and chemoselective reactions (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Kominami
  • 学会等名: C&FC 2013 Pre-Symposium in Himeji
  • 発表場所: Egret Himeji, Himeji
  • 招待講演
• [学会発表] 助触媒修飾金－酸化チタン(IV)による含塩素芳香族化合物の可視光誘起脱塩素反応 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田中淳皓、福 康二郎、西 卓也、橋本圭司、古南 博
  • 学会等名: 第93回日本化学会春季年会
  • 発表場所: 滋賀、立命館大学びわこ・くさつキャンパス
• [学会発表] 強い表面プラズモン共鳴を示す金ナノ粒子による多光子光触媒反応 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田中 淳皓、橋本 圭司、大谷 文章、古南 博
  • 学会等名: 第111回触媒討論会
  • 発表場所: 大阪、関西大学 千里山キャンパス
• [学会発表] Au/CeO2: A new-type photocatalyst for selective oxidation of aromatic alcohols to aldehydes working under visible light irradiation (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Tanaka, K. Hashimoto, H. Kominami
  • 学会等名: IPS-19
  • 発表場所: Pasadena、Caltech、USA
• [学会発表] Gold nanoparticle-modified cerium(IV) oxide inducing plasmonic selective oxidation of aromatic alcohols under irradiation of visible light (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Tanaka, K. Hashimoto, H. Kominami
  • 学会等名: Gold2012
  • 発表場所: 東京、京王プラザホテル
• [学会発表] Gold-titanium(IV) oxide plasmonic photocatalysts prepared by newly developed colloid-photodeposition method: correlation between physical properties and photocatalytic activities (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Kominami, A. Tanaka, K. Hashimoto
  • 学会等名: Gold2012
  • 発表場所: 東京、京王プラザホテル
• [学会発表] 表面プラズモン共鳴誘起型光触媒による可視光水素生成反応の高速化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田中 淳皓、橋本 圭司、古南 博
  • 学会等名: 第110回触媒討論会
  • 発表場所: 福岡、九州大学 伊都キャンパス
• [学会発表] 表面プラズモン共鳴を利用した可視光応答型光触媒の調製とその評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田中 淳皓、橋本 圭司、古南 博
  • 学会等名: 第31回固体・表面光化学討論会
  • 発表場所: 大阪、大阪大学 吹田キャンパス
• [学会発表] Photocatalytic Reactions over Gold-Metal Oxides under Irradiation of Visible Light (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Kominami, A. Tanaka, K. Hashimoto
  • 学会等名: The International Symposium on Photocatalysis
  • 発表場所: Kyoto University Rakuyu-Kaikan
  • 招待講演
• [学会発表] 金ナノ粒子修飾酸化セリウム(IV)光触媒による芳香族アルコールのアルデヒドへの選択酸化反応：多段階光析出法の効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田中淳皓、橋本圭司、古南 博
  • 学会等名: 第109回触媒討論会
  • 発表場所: 東京工業大学（東京都）
• [学会発表] 多段階光析出法による金ナノ粒子修飾酸化チタン(IV)の調製と可視光照射下における光誘起水素生成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田中淳皓、橋本圭司、古南 博
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 慶應大学（神奈川県）
• [学会発表] 緑色照射下における金ナノ粒子修飾酸化セリウム(IV)光触媒による芳香族アルコールのアルデヒドへの選択酸化反応 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田中淳皓、橋本圭司、古南 博
  • 学会等名: 第108回触媒討論会
  • 発表場所: 北見工業大学（北海道）
• [学会発表] コロイド法により調製した金ナノ粒子修飾酸化チタンによる可視光誘起光触媒反応 (2011)
  • 著者名/発表者名: 古南 博、田中淳皓、荻野麻子、岩城 萌、大沼 明、天野史章、大谷文章
  • 学会等名: 第108回触媒討論会
  • 発表場所: 北見工業大学（北海道）
• [図書] 光化学【プラズモニック光触媒 －設計・合成・応用－】 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田中淳皓、古南 博
  • 総ページ数: 8
  • 出版者: 科学技術社
• [備考] ホームページ
  • URL: http://www.apch.kindai.ac.jp/surface-folder/surface-index.html
• [備考] 表面設計化学研究室
  • URL: http://www.apch.kindai.ac.jp/surface-folder/surface-index.html
• [備考] 表面設計化学研究室
  • URL: http://www.apch.kindai.ac.jp/surface-folder/surface-index.html
• [備考]
  • URL: http://www.apch.kindai.ac.jp/surface-folder/surface-index.html