セリアナノシートおよびセリア層状体の構築による超活性触媒の開発

• 研究課題/領域番号: 23710131
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: ナノ材料・ナノバイオサイエンス
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 谷口 貴章 熊本大学, 自然科学研究科, 助教 (50583415)
• 研究協力者: 立石 光 熊本大学, 大学院自然科学研究科, 学生 ; 畠山 一翔 熊本大学, 大学院自然科学研究科, 学生 ; 船津 麻美 熊本大学, 大学院自然科学研究科, 学生 ; 緒方 盟子 熊本大学, 大学院自然科学研究科, 学生 ; 越川 誠 熊本大学, 大学院自然科学研究科, 学生 ; 古賀 光太郎 熊本大学, 大学院自然科学研究科, 学生 ; 亀井 雄樹 熊本大学, 大学院自然科学研究科, 学生 ; 渡辺 裕祐 熊本大学, 大学院自然科学研究科, 学生
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2012年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2011年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: セリア / ナノシート / 触媒 / 発光 / ハイリッド

研究概要

本研究ではセリアナノシートの合成とその触媒応用を目指した研究である。まず、界面活性剤（ドデシル硫酸）を用いた水溶液プロセスによりセリアナノシートとドデシル硫酸からなるナノシート層状体の合成に初めて成功した。また、層状体をホルムアミド中で超音波処理することにより単層ナノシートへの剥離にも成功した。触媒機能については、ナノシート層状体では層間イオンの置換等を行ったが良好な触媒活性は得られなかった。一方で、セリアナノシート層状体は強い紫発光を示すことを発見し、ナノシートと層間有機分子との界面で界面機能性が発現することを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Nd^<3+>-doped perovskite nanosheets with NIR luminescence (2014)
  • 著者名/発表者名: Asami Funatsu、Takaaki Taniguchi (以下4名)
  • 雑誌名: Materials Letters 巻: 114巻 ページ: 29-33
  • DOI: 10.1016/j.matlet.2013.09.090
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mass production of titanium oxide (Ti_2O_5^<2->) nanosheets using a soft, solution process (2013)
  • 著者名/発表者名: Asami Funatsu、Michio Koinuma、Takaaki Taniguchi (以下6名)
  • 雑誌名: RSC Advances 巻: 3巻、44号 号: 44 ページ: 21343-21346
  • DOI: 10.1039/c3ra43730b
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced and engineered d^0 ferromagnetism in molecularly-thin zinc oxide nanosheets (2013)
  • 著者名/発表者名: Takaaki Taniguchi、Kazuhiro Yamaguchi (以下11名)
  • 雑誌名: Advanced Functional Materials 巻: 23巻、25号 号: 25 ページ: 3140-3145
  • DOI: 10.1002/adfm.201202704
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ce-surfactant lamellar assemblies with strong UV/visible emission and controlled nanostructures (2012)
  • 著者名/発表者名: Takaaki Taniguchi、Makoto Echikawa (以下8名)
  • 雑誌名: Journal of Materials Chemistry 巻: 22巻、38号 号: 38 ページ: 20358-20362
  • DOI: 10.1039/c2jm33265e
  • 査読あり
• [雑誌論文] Intense photoluminescence from ceria-based nanoscale lamellar hybrid (2012)
  • 著者名/発表者名: Takaaki Taniguchi、Yuki Sonoda (以下6名)
  • 雑誌名: ACS Applied Materials and Interfaces 巻: 4巻、2号 号: 2 ページ: 1010-1015
  • DOI: 10.1021/am201613z
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tuning Growth Modes of Ceria-Based Nanocubes by a Hydrothermal Method (2011)
  • 著者名/発表者名: Takaaki Taniguchi, Ken-ichi Katsumata, Shingo Omata, Kiyoshi Okada, and Nobuhiro Matsushita
  • 雑誌名: Crystal Grwoth and Design 巻: 11 号: 9 ページ: 3754-3760
  • DOI: 10.1021/cg101585b
  • NAID: 130006979658
  • 査読あり
• [学会発表] 酸化グラフェン/金属酸化物ナノシート複合化材料の合成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 船津麻美
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会(2014)
  • 発表場所: 愛知県名古屋市千種区、名古屋大学東山キャンパス
  • 年月日: 2014-03-29
• [学会発表] Iron atoms permeation phenomenon of graphene oxide interfaces (2014)
  • 著者名/発表者名: Mohamad Zainul Asrori
  • 学会等名: 1st International Symposium on Graphene Oxide
  • 発表場所: 熊本県熊本市、熊本大学工学部百周年記念館
  • 年月日: 2014-03-13
• [学会発表] Diffusion of Fe into graphene oxide interfaces (2013)
  • 著者名/発表者名: Mohamad Zainul Asrori
  • 学会等名: 5th International Conference on Recent Progress in Graphene Research (RPGR2013)
  • 発表場所: 東京都目黒区、東京工業大学大岡山キャンパス蔵前会館
  • 年月日: 2013-09-11
• [学会発表] 酸化グラフェン‐鉄フタロシアニンハイブリッド酸素還元触媒の作製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 立石光
  • 発表場所: 長野県長野市、信州大学長野(工学)キャンパス
  • 年月日: 2013-09-04
• [学会発表] Synthesis and Magnetic Properties of Iron Oxide-based Nanoscale Lamellar Hybrid (2013)
  • 著者名/発表者名: Takaaki Taniguchi
  • 学会等名: The 11th International Conference on Ferrites (ICF11)
  • 発表場所: 沖縄県宜野湾市、沖縄コンベンションセンター
  • 年月日: 2013-04-16
• [学会発表] 酸化亜鉛ナノシート層状体の電解合成 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山口和紘
  • 学会等名: 第51回セラミックス基礎科学討論会
  • 発表場所: 宮城県仙台市青葉区、仙台国際センタ
• [学会発表] Photochemical Production of Nanopores and Proton Conduction in Graphene Oxide Nanosheets (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazuto Hatakeyama
  • 学会等名: The 5th International Workshop on Advanced Electrochemical Power Sources (WAEPS-5)
  • 発表場所: 熊本県熊本市、熊本大学黒髪南キャンパス
  • 年月日: 2012-11-17
• [学会発表] Fabrication of multifunctional graphene oxide electrodes by anodic oxidation method (2012)
  • 著者名/発表者名: Hikaru Tateishi
  • 学会等名: The 5th International Workshop on Advanced Electrochemical Power Sources (WAEPS-5)
  • 発表場所: 熊本県熊本市、熊本大学黒髪南キャンパス
  • 年月日: 2012-11-17
• [学会発表] 金属酸化物系発光ナノシートの作製検討及び特性評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 船津麻美
  • 発表場所: 佐賀県佐賀市、佐賀大学本庄キャンパス
  • 年月日: 2012-11-10
• [学会発表] Reactionofgraphene oxide in photoreduction process (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazuto Hatakeyama
  • 学会等名: The 7th International Student Conference on Advanced Science and Technologies (ICAST) Seoul 2012
  • 発表場所: 大韓民国ソウル特別市、ソウル市立大学校
  • 年月日: 2012-10-29
• [学会発表] Fabrication of multifunctional graphene oxide electrodes by anodic oxidation method (2012)
  • 著者名/発表者名: Hikaru Tateishi
  • 学会等名: The 7th International Student Conference on Advanced Science and Technologies (ICAST) Seoul 2012
  • 発表場所: 大韓民国ソウル特別市、ソウル市立大学校
  • 年月日: 2012-10-29
• [学会発表] 光反応による酸化グラフェンでのナノポア生成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 亀井雄樹
  • 学会等名: 日本化学会秋季事業第2回CSJ化学フェスタ(2012)
  • 発表場所: 東京都目黒区、東京工業大学大岡山キャンパス
  • 年月日: 2012-10-17
• [学会発表] ソフト溶液プロセスを用いた層状酸化チタン酸の作製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 岡澤祐輝
  • 学会等名: 第49回化学関連支部合同九州大会
  • 発表場所: 福岡県北九州市、北九州国際会議場
  • 年月日: 2012-06-30
• [学会発表] 希土類-界面活性剤ハイブリッド蛍光体の合成と再組織化によるナノ構造化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 越川誠
  • 学会等名: 第49回化学関連支部合同九州大会
  • 発表場所: 福岡県北九州市、北九州国際会議場
  • 年月日: 2012-06-30
• [学会発表] 希土類-界面活性剤ハイブリッド蛍光体の合成と再組織化によるナノ構造化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 越川誠
  • 学会等名: 第49回化学関連支部合同九州大会
  • 発表場所: 福岡県北九州市、 北九州国際会議場
• [学会発表] 水熱合成法によるセリアナノキューブの成長機構制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 谷口貴章
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第24回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 北海道大学
• [学会発表] Aqueous Solution Synthesis of Ceria Nanocrystals with Controlled Growth Modes (2011)
  • 著者名/発表者名: Takaaki Taniguchi
  • 学会等名: BIT’s The 1st Annual World Congress of Nano-S&Ｔ(招待講演)
  • 発表場所: 中華人民共和国大連世界博覧センター
• [産業財産権] 層状セリウム化合物蛍光体及びその製造方法 (2013)
  • 発明者名: 谷口貴章、松本泰道、園田優樹
  • 権利者名: 谷口貴章、松本泰道、園田優樹
  • 産業財産権種類: 特許
  • 公開番号: 2012-255064
  • 出願年月日: 2013-10-15
• [産業財産権] 層状セリウム化合物蛍光体及びその製造方法 (2011)
  • 発明者名: 谷口貴章、松本泰道、園田優樹
  • 権利者名: 谷口貴章、松本泰道、園田優樹
  • 出願年月日: 2011