超高活性触媒設計のための触媒活性種特異的サイト選択的構造・電子状態解析の実現

• 研究課題/領域番号: 24360332
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 触媒・資源化学プロセス
• 研究機関: 大阪市立大学 (2015); 名古屋大学
• 研究代表者: 吉田 朋子 大阪市立大学, 複合先端研究機構, 教授 (90283415)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 18,980千円 (直接経費: 14,600千円、間接経費: 4,380千円); 2015年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2014年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 2013年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円); 2012年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
• キーワード: ＸＡＦＳ / ＥＥＬＳ / 触媒活性種定量分析 / 化学状態選別定量解析 / XAFS / EELS / 固体触媒構造解析 / XANES / 触媒活性種 / 定量的局所構造解析 / 触媒 / 構造解析

研究成果の概要

本研究では，X線誘起発光を利用したサイト選択的X線吸収スペクトル(XAFS)測定法を構築し，これを用いて固体中の欠陥や発光サイト局所構造を対象としたXAFS測定を行った．一方，XAFSと電子分光法（EELS, EFTEM）を組み合わせ，更に統計学的数値処理を援用することによって，固体触媒中の異なる化学状態を区別した定量的分析や可視化（マッピング）が可能となった．この手法を窒素添加チタニア触媒に応用し，その可視光応答発現メカニズムについて考察した．

研究成果

• [雑誌論文] Effective nitrogen doping into TiO2 for visible light response photocatalysis (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Yoshida, S. Niimi, M. Yamamoto, T. Nomoto and S. Yagi
  • 雑誌名: J. Colloid Interf. Science 巻: 447 ページ: 278-281
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Characterization of nitrogen ion implanted TiO2 photocatalysts by XAFS and XPS (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Yoshida, S. Niimi, M. Yamamoto, S. Ogawa, T. Nomoto and S. Yagi
  • 雑誌名: Nucl. Instr. and Meth. B 巻: 365 ページ: 79-81
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Sulfer K-edge XANES for Methlylene Blue in photocatalytic reaction over WO3 nanomaterials (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Komori, T. Yoshida, T. Nomoto, M. Yamamoto, C. Tsukada, S. Yagi, M. Yajima, S. Kajita and N. Ohno
  • 雑誌名: Nucl. Instr. and Meth. B 巻: 365 ページ: 35-38
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Effects of nitrogen-related defects on visible light photocatalytic response in N+ implanted TiO2 (2015)
  • 著者名/発表者名: J. Senga, K. Tatsumi, S. Muto and T. Yoshida
  • 雑誌名: J. Appl. Phys. 巻: 118 ページ: 115702-115707
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Study on interaction between phosphatidylcholine (PC) liposome and gold nanoparticles by TEM observation (2014)
  • 著者名/発表者名: C. Tsukada, T. Tsuji, K. Matsuo, H. Nameki, T. Yoshida, S. Yagi
  • 雑誌名: J. Surf. Anal. 巻: 20 ページ: 230-233
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Depth distribution of dopant effective for visible light responsein nitrogen (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Yoshida, E. Kuda and S. Muto
  • 雑誌名: Surf. Interf. Anal. 巻: 46 号: 12-13 ページ: 1236-1239
  • DOI: 10.1002/sia.5542
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Surface modification of titanium using He plasma (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Kajita, , D. Kitaoka, N. Ohno, R. Yoshihara, N. Yoshida, T. Yoshida
  • 雑誌名: Appl. Surf. Sci. 巻: 303 ページ: 438-445
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Local structure around the flux pinning centers in superconducting niobium siliconoxynitride (Nb0.87Si0.09□0.04)(N0.87O0.13) (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Ohashi, Y. Masubuchi, D. Venkateshwarlu, V. Ganesan, J. V. Yakhmi, T. Yoshida and S. Kikkawa
  • 雑誌名: J. Solid State Chem. 巻: 210 ページ: 238-241
  • 査読あり
• [雑誌論文] Helium Plasma Implantation on Metals: Nanostructure Formation and Visible-light Photocatalytic Response (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Kajita, T. Yoshida, D. Kitaoka, R. Etoh, M. Yashima, N. Ohno, H. Yoshida, Na. Yoshida and Y. Terao
  • 雑誌名: J. Appl. Phys. 巻: 113 ページ: 134301-134307
  • NAID: 120006733925
  • 査読あり
• [雑誌論文] Heterogeneous palladium catalyst hybridised with titanium dioxide photocatalyst for direct C－C bond formation between aromatic ring and acetonitrile (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Yoshida, Y. Fujimura, H. Yuzawa, J. Kumagai and T. Yoshida
  • 雑誌名: Chem. Commun. 巻: 49 ページ: 3793-3795
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gold nanoparticles on titanium oxide effective for photocatalytic hydrogen formation light (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Yuzawa, T. Yoshida and H. Yoshida
  • 雑誌名: Appl. Catal. B. 巻: 115-116
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nontoxic, nonvolatile, and highly efficient osmium catalysts for asmmetric dihydroxylat ion of alkenes and application to one mol-scale synthesis of an anticancer drug, canp to Lhec i n interlediate (2012)
  • 著者名/発表者名: Akiyama, S. Kobayashi, T. Yoshida, et.
  • 雑誌名: RSC Adv. 巻: 2 ページ: 7456-7461
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bifunctional Rhodium Cocatalysts for Photocatalytic Steam Reforming of Methane over Alkaline Titanate (2012)
  • 著者名/発表者名: Shimura, H. Kawai, T. Yoshida, H. Yoshid
  • 雑誌名: ACS Catal. 巻: 2 ページ: 2126-2134
  • 査読あり
• [学会発表] Application of soft X-ray spectroscopy to characterization of nitrogen ion implanted TiO2 photocatalysts (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Yoshida, S. Niimi, M. Yamamoto, S. Ogawa, T. Nomoto and S. Yagi
  • 学会等名: The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015
  • 発表場所: Ｓｈａｒａｔｏｎ Ｈｏｔｅｌ(Hawaii, USA)
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会
• [学会発表] XAFS study on photodeposition process of Pt nanoparticles on TiO2 photocatalyst (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Yoshida, Y. Minoura, Y. Nakano, M. Yamamoto, S. Yagi and H. Yoshida
  • 学会等名: 16th International Conference on X-ray Absorption Fine Structure
  • 発表場所: Karlsruhe Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Karlsruhe, Ｇｅｒｍａｎｙ）
  • 年月日: 2015-08-23
  • 国際学会
• [学会発表] Ｘ線吸収スペクトルによる機能性材料物性分析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 吉田朋子
  • 学会等名: 次世代自動車公開シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学(愛知県、名古屋市）
  • 年月日: 2015-08-06
  • 招待講演
• [学会発表] TiO2可視光応答化にかかわる窒素の化学状態及び添加量 (2015)
  • 著者名/発表者名: 吉田朋子，新美悟志，山本宗昭，武藤俊介，八木伸也
  • 学会等名: 光がかかわる触媒シンポジウム
  • 発表場所: 東京工業大学(東京都、目黒区）
  • 年月日: 2015-06-19
  • 招待講演
• [学会発表] 窒素イオン注入による酸化チタン光触媒の可視光応答化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 吉田朋子
  • 学会等名: 新しい原子分子組織化物質・材料創出に向けた光・量子ビーム応用技術調査専門委員会
  • 発表場所: 名古屋大学(愛知県、名古屋市）
  • 年月日: 2015-05-08
  • 招待講演
• [学会発表] Characterization of nitrogen ion implanted TiO2 photocatalysts by XAFS and XPS (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Yoshida
  • 学会等名: 19th International Conference on Ion Beam Modification of Materials
  • 発表場所: Belgium
  • 年月日: 2014-09-14 – 2014-09-19
• [学会発表] Quantitative chemical state analyses of nitrogen doped titanium dioxide photocatalysts (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Yoshida
  • 学会等名: 4th International Colloids Conference Surface Design & Engineering
  • 発表場所: Madrid, Spain
  • 年月日: 2014-06-15 – 2014-06-18
• [学会発表] Photodeposition process of Pt nanoparticles on TiO2 photocatalyst (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Yoshida
  • 学会等名: TOCAT7 conference
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2014-06-01 – 2014-06-06
• [学会発表] XAFSによる材料解析(応用例) (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉田朋子
  • 学会等名: 基礎教育セミナー
  • 発表場所: 愛知シンクロトロンセンター(招待講演)
  • 年月日: 2013-01-26
• [学会発表] XAFSによる材料解析(EXAF S解析法と得られる情報) (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉田朋子
  • 学会等名: 基礎教育セミナー
  • 発表場所: 愛知シンクロトロンセンター(招待講演)
  • 年月日: 2013-01-19
• [学会発表] Effective depth distribution of nitrogen in visible light responsive nitrogen doped TiO2 photocatalyst (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomoko Yoshida, Eriko. Kuda, Satoshi Niimi, Shunsuke Muto and Shinya Yagi
  • 学会等名: 9th International Symposium on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices ’13
  • 発表場所: Hawaii, USA
• [学会発表] The influence of the preparing method of a Ag/Ga2O3 catalyst on its activity for photocatalytic reduction of CO2 with water (2013)
  • 著者名/発表者名: Naoto Yamamoto, Tomoko Yoshida, Zhang Like, Tsuyoshi Mizutani, Hirohumi Nameki, Shinya Yagi and Hisao Yoshida
  • 学会等名: 9th International Symposium on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices ’13
  • 発表場所: Hawaii, USA
• [学会発表] Application of nanostructured tungsten fabricated by He plasma irradiation as a photocatalyst (2013)
  • 著者名/発表者名: Katsuyuki Komori, Tomoko Yoshida, Shinya Yagi, Hisao Yoshida, Miyuki Yajima, Shin Kajita and Noriyasu Ohno
  • 学会等名: 9th International Symposium on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices ’13
  • 発表場所: Hawaii, USA
• [学会発表] In-situ FT-IR study on the mechanism of CO2 reduction with water over metal (Ag or Au) loaded Ga2O3 photocatalysts (2013)
  • 著者名/発表者名: Muneaki Yamamoto, Tomoko Yoshida, Naoto Yamamoto, Hisao Yoshida and Shinya Yagi
  • 学会等名: 9th International Symposium on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices ’13
  • 発表場所: Hawaii, USA
• [学会発表] Ｘ線吸収スペクトルによる局所構造解析とその応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉田朋子
  • 学会等名: 第２２回洛朋会講演会
  • 発表場所: 京都大学百周年時計台記念館
  • 招待講演
• [学会発表] elium plasma irradiated tungsten oxide as a new visible-light response photocatalys (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomoko Yoshida
  • 学会等名: 15th International Congress on Catalysis
  • 発表場所: Munich, Germany
  • 年月日: 2012-07-03