アンモノサーマル法による機能性窒化物の合成

• 研究課題/領域番号: 24550237
• 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: 無機工業材料
• 研究機関: 明治大学
• 研究代表者: 渡辺 友亮 明治大学, 理工学部, 教授 (30345392)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2014年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2013年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2012年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: 人工光合成 / 光触媒 / アンモノサーマル法 / アモノサーマル法 / 白色ＬＥＤ / 窒化物 / 酸窒化物 / 低温合成 / アンモノサーマル / Ta3N5 / SrAlSiN3 / CaAlSiN3 / 白色LED / ＬＥＤ用蛍光体 / 高圧合成

研究成果の概要

従来から用いられてきたアンモノサーマル合成用の反応装置の問題点を改良した、新規反応装置の設計・製作を行った。具体的にはガス配管のデッドボリュームを徹底的に削減し、反応容器の容積の全体に対する比率において最大化を目指した。合成対象には次世代の蛍光体材料として期待されているSrAlSiN3:Eu系を選択した。実際に製作した装置を用いて合成を試みた結果、固相法よりも低温でSrAlSiN3:Eu系の蛍光体を合成することに成功した。これらの結果から従来よりも機能性窒化物合成に対して有利なアンモノサーマル条件をつくることに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Nitrogen-doped ZnO Rods Synthesized from an Ammine-Hydroxo Zinc Complex (2015)
  • 著者名/発表者名: Taiki Ihara, Ken-ichi Katsumata, Tomoaki Watanabe, Kiyoshi Okada, and Nobuhiro Matsushita
  • 雑誌名: Chem Lett. 巻: 44 号: 5 ページ: 1-3
  • DOI: 10.1246/cl.141195
  • NAID: 130005067956
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct Fabrication of LaTiO₂N Photoanode for Visible-light-driven Water Splitting (2014)
  • 著者名/発表者名: Chihiro Izawa, Tomoaki Watanabe
  • 雑誌名: Chemistry Letters 巻: 43 号: 9 ページ: 1441-1443
  • DOI: 10.1246/cl.140466
  • NAID: 130004427179
  • ISSN: 0366-7022, 1348-0715
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low temperature ammonothermal synthesis of europium-doped SrAlSiN₃: effect of mineralizers (2014)
  • 著者名/発表者名: Kazumichi NONAKA, Kazuhisa KISHIDA, Chihiro IZAWA and Tomoaki WATANABE
  • 雑誌名: Journal of the Ceramic Society of Japan 巻: 122 号: 1421 ページ: 17-20
  • DOI: 10.2109/jcersj2.122.17
  • NAID: 130004950913
  • ISSN: 1348-6535, 1882-0743
  • 査読あり
• [雑誌論文] Morphological change and enhanced photocatalytic activity of tantalum nitride (Ta₃N₅) by ammonothermal treatment with mineralizer (2014)
  • 著者名/発表者名: Kazuhisa KISHIDA and Tomoaki WATANABE
  • 雑誌名: Journal of the Ceramic Society of Japan 巻: 122 号: 1422 ページ: 156-160
  • DOI: 10.2109/jcersj2.122.156
  • NAID: 130004950927
  • ISSN: 1348-6535, 1882-0743
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photocatalytic properties of lanthanide tungstates Ln2W2O9 (Ln?La, Pr,Nd, Sm, and Gd) (2014)
  • 著者名/発表者名: Kazuhisa KISHIDA and Tomoaki WATANABE
  • 雑誌名: Journal of Physics and Chemistry of Solids 巻: 75 ページ: 486-490
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of BiNbO4 by the Flux Method (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuki Maruyama, Chihiro Izawa, and Tomoaki Watanabe
  • 雑誌名: ISRN Materials Science 巻: - ページ: 170362-170362
  • DOI: 10.5402/2012/170362
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low-Temperature Synthesis of -BiTa Photocatalyst by the Flux Method (2012)
  • 著者名/発表者名: Kohei Shimada, Chihiro Izawa, and Tomoaki Watanabe
  • 雑誌名: ISRN Materials Science 巻: - ページ: 719087-719087
  • DOI: 10.5402/2012/719087
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low temperature ammonothermal synthesis of europium-doped SrAlSiN₃ for a nitride red phosphor (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomoaki WATANABE, Kazumichi NONAKA, JinWang LI,Kazuhisa KISHIDA and Masahiro YOSHIMURA
  • 雑誌名: Journal of the Ceramic Society of Japan 巻: 120 号: 1407 ページ: 500-502
  • DOI: 10.2109/jcersj2.120.500
  • NAID: 130004480116
  • ISSN: 1348-6535, 1882-0743
  • 査読あり
• [雑誌論文] Defect Controlled Room Temperature Ferromagnetism in Co-doped Barium Titanate Nanocrystals (2012)
  • 著者名/発表者名: Sugata Ray, Yury V. Kolen'ko, Kirill A.Kovnir, Oleg I. Lebedev, Stuart Turner, Tanushree Chakraborty, Rolf Erni, Tomoaki Watanabe, Gustaaf Van Tendeloo, Masahiro Yoshimura, and Mitsuru Itoh
  • 雑誌名: Nanotechnology 巻: vol.23 号: 2 ページ: 0257021-10
  • DOI: 10.1088/0957-4484/23/2/025702
  • 査読あり
• [雑誌論文] Improvement of photocatalytic activity of tantalum nitride by ammonothermal treatment at highpressure (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazuhisa Kishida, Tomoaki Watanabe
  • 雑誌名: Journal ofSolidStateChemistry 巻: 191 ページ: 15-18
  • DOI: 10.1016/j.jssc.2012.02.060
  • 査読あり
• [学会発表] Improvement the photoelectrochemical performances of LaTiO2N photoanodes (2015)
  • 著者名/発表者名: Chihiro Izawa and Tomoaki Watanabe
  • 学会等名: ISPlasma2015
  • 発表場所: Nagoya
  • 年月日: 2015-03-27 – 2015-03-30
• [学会発表] アンモノサーマル法によるSrAlSiN3:Ce3+ の低温合成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 丸山祐樹・柳瀬侑起・渡邉友亮
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第27回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 鹿児島
  • 年月日: 2014-09-09 – 2014-09-11
• [学会発表] Direct fabrication of LaTiO2N film for photoelectrochemical water splitting under visible light (2014)
  • 著者名/発表者名: Chihiro Izawa and Tomoaki Watanabe
  • 学会等名: he 15th IUMRS-International Conference in Asia (IUMRS-ICA 2014)
  • 発表場所: Fukuoka
  • 年月日: 2014-08-24 – 2014-08-30
• [学会発表] Low Temperature Synthesis of CaAlSiN3:Ce3+ phosphor (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuki Maruyamaand Tomoaki Watanabe
  • 学会等名: he 15th IUMRS-International Conference in Asia (IUMRS-ICA 2014)
  • 発表場所: Fukuoka
  • 年月日: 2014-08-24 – 2014-08-30
• [学会発表] Synthesis of SrNbO2N photocatalyst by flux assisted nitridation (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Ebato and T. Watanabe
  • 学会等名: he 15th IUMRS-International Conference in Asia (IUMRS-ICA 2014)
  • 発表場所: Fukuoka
  • 年月日: 2014-08-24 – 2014-08-30
• [学会発表] Ammonothermal route to functional nitrides and oxynitrides (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomoaki Watanabe
  • 学会等名: IUMRS-ICA2013
  • 発表場所: Bangalore
  • 招待講演
• [学会発表] Synthesis of Oxy-nitrides Photocatalytic Materials by Ammonothermal Process (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomoaki Watanabe
  • 学会等名: ICMAT-2013
  • 発表場所: Singapore
  • 招待講演
• [学会発表] Ammonothermal synthesis of LaTaON2 (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomoaki Watanabe, M. Yamaguchi, C. Izawa, K. Kishida
  • 学会等名: International symposium on nitrides
  • 発表場所: Saint Maro, France
• [学会発表] Visible-Light active oxynitride photo-catalytic materials by ammonothermal process (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomoaki Watanabe
  • 学会等名: International Conference on Traditional and Advanced Ceramics
  • 発表場所: Bangkok, Thailand
  • 招待講演
• [学会発表] Ammonothermal Process for New Function Nitride Materials (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomoaki Watanabe, Kazumichi Nonaka
  • 学会等名: International Symposium for phosphor materials
  • 発表場所: Taiwan
  • 招待講演