金属酸化物表面修飾による酸化チタンバンドエネルギー微調節および強吸着サイトの創出

• 研究課題/領域番号: 24550239
• 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: 近畿大学
• 研究代表者: 多田 弘明 近畿大学, 理工学部, 教授 (60298990)
• 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: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2014年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2013年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2012年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
• キーワード: 光触媒

研究成果の概要

本研究では、第一遷移金属酸化物ナノクラスター表面修飾TiO2(MOs/TiO2)を調製し、その熱および光触媒活性を系統的に調べると共に活性支配因子を解明した。また、MOs/TiO2の中でも、Co2O3/TiO2は、TiO2のUV光活性を維持しつつ高い可視光活性(300 < 波長 < 800 nm)を発現すると同時に熱触媒活性(波長 > 800 nm)を合わせ持つことを見出し、これが理想的な“ソーラー環境触媒”になりうることを示した。平成24年度～平成26年度までの研究成果をまとめてレビューとして公表した(J. Phys. Chem. C 2014, 118, 12077-12086)。

研究成果

• [雑誌論文] Molecular Scale Transition Metal Oxide Nanocluster-Surface Modified Titanium Dioxide as Solar Activated Environmental Catalysts (2014)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Tada, Qiliang Jin, Anna Iwaszuk, Michael Nolan
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C (Feature Article) 巻: 118 号: 23 ページ: 12077-12086
  • DOI: 10.1021/jp412312m
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Multi-Electron Oxygen Reduction by a Hybrid Visible-Light-Photocatalyst Consisting of Metal-Oxide Semiconductor and Self-Assembled Biomimetic Complex (2014)
  • 著者名/発表者名: Shin-ichi Naya, Tadahiro Niwa, Ryo Negishi, Hisayoshi Kobayashi, Hiroaki Tada
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 53 号: 50 ページ: 13894-13897
  • DOI: 10.1002/anie.201408352
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A Highly Active Supported Plasmonic Photocatalyst Consisting of Gold Nanoparticle-Loaded Mesoporous Titanium(IV) Oxide Over-layer and Conducting Substrate (2014)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Kume, Shin-ichi Naya, Hiroaki Tada
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 巻: 118 号: 46 ページ: 26887-26893
  • DOI: 10.1021/jp5094542
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Visible-Light-Induced Electron Transport from Small to Large Nanoparticles in Bimodal Gold Nanoparticle-Loaded Titanium(IV) Oxide (2014)
  • 著者名/発表者名: Shin-ichi Naya, Tadahiro Niwa, Takahiro Kume, Hiroaki Tada
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 53 号: 28 ページ: 7305-7309
  • DOI: 10.1002/anie.201402939
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Photocatalytic Current Doubling-Induced Generation of Uniform Selenium and Cadmium Selenide Quantum Dots on Titanium(IV) Oxide (2014)
  • 著者名/発表者名: Musashi Fujishima, Kentaro Tanaka, Naoki Sakami, Masataka Wada, Katsuyuki Morii, Takanori Hattori, Yasutaka Sumida, Hiroaki Tada
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 巻: 118 号: 17 ページ: 8917-8924
  • DOI: 10.1021/jp410794j
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Loading Effect in Copper(II) Oxide Cluster-Surface Modified Titanium(IV) Oxide on the Visible- and UV-Light Activities (2013)
  • 著者名/発表者名: Qiliang Jin, Musashi Fujishima, Anna Iwaszuk, Michael Nolan, Hiroaki Tada
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 巻: 117 号: 45 ページ: 23848-23857
  • DOI: 10.1021/jp4085525
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simultaneous induction of high level thermal and visible-light catalytic activities to titanium(IV) oxide by surface modification with cobalt(III) oxide clusters (2013)
  • 著者名/発表者名: Qiliang Jin, Hironori Yamamoto, Kotaro Yamamoto, Musashi Fujishima, Hiroaki Tada
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem. Phys. 巻: 15 号: 46 ページ: 20313-20319
  • DOI: 10.1039/c3cp54304h
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bifunctionality of Rh^<3+> Modifier on TiO_2 and Working Mechanism of Rh^<3+>/TiO_2 Photocatalyst under Irradiation of Visible Light (2013)
  • 著者名/発表者名: Sho Kitano, Naoya Murakami, Teruhisa Ohno, Yasufumi Mitani, Yoshio Nosaka, Hiroyuki Asaku ra, Kentaro Teramura, Tsunehiro Tanaka, Hiroaki Tada, Keiji Hashimoto, Hiroshi Kominami
  • 雑誌名: The Journal of Physical Chemistry C 巻: 117 号: 21 ページ: 11008-11016
  • DOI: 10.1021/jp311801e
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photodesposition of copper sulphide nanocrystals on titanium(IV) oxide nanorods and the application to smart window (2013)
  • 著者名/発表者名: Sho-ichi Eda, Koki Moriyasu,a Musashi Fujishima, Satoyuki Nomura, Hiroaki Tada
  • 雑誌名: RSC Advances 巻: 3 号: 2 ページ: 10414-10419
  • DOI: 10.3390/catal3020444
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rapid and Complete Removal of Nonylphenol by Gold Nanoparti-cle/Rutile Titanium(IV) Oxide Plasmon Photocatalyst (2013)
  • 著者名/発表者名: Shin-ichi Naya, Tomoyuki Nikawa, Keisuke Kimura. Hiroaki Tada
  • 雑誌名: ACS Catal. 巻: 3 号: 5 ページ: 903-907
  • DOI: 10.1021/cs400169u
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Origin of the Visible-Light-Response of Nickel(II) Oxide Cluster-Surface Modified Titanium(IV) Dioxide (2013)
  • 著者名/発表者名: Anna Iwaszuk, Michael Nolan, Qiliang Jin, Musashi Fujishima, Hiroaki Tada
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 巻: 117 号: 6 ページ: 2709-2718
  • DOI: 10.1021/jp306793r
  • 査読あり
• [雑誌論文] One-Step Selective Aerobic Oxidation of Amines to Imines by Gold Nanoparticle-Loaded Rutile Titanium(IV) Oxide Plasmon Photocata-lyst (2013)
  • 著者名/発表者名: Shin-ichi Naya, Keisuke Kimura, Hiroaki Tada
  • 雑誌名: ACS Catal. 巻: 3 号: 1 ページ: 10-13
  • DOI: 10.1021/cs300682d
  • 査読あり
• [雑誌論文] In-situ room temperature synthesis of polyaniline-gold-titanium(IV) dioxide heteronanojunction system (2013)
  • 著者名/発表者名: Yukihide Kitamura, Tadahiro Niwa, Shin-ichi Naya, Takanori Hattori, Yasutaka Sumida, Hiroaki Tada
  • 雑誌名: Chem. Commun. 巻: 49 号: 5 ページ: 520-522
  • DOI: 10.1039/c2cc37172c
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular Metal Oxide Cluser-Surface Modified Titanium(IV) Dioxide Photocatalysts (2012)
  • 著者名/発表者名: Michael Nolan, Anna Iwaszuk, Hiroaki Tada
  • 雑誌名: Aust. J. Chem. 巻: 65 ページ: 624-632
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tin oxide-surface modified anatase titanium(IV) dioxide with enhanced UV-light photocatalytic activity (2012)
  • 著者名/発表者名: Musashi Fujishima, Qiliang Jin, Hironori Yamamoto, Hiroaki Tada, Michael Nolan
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem. Phys. 巻: 14 号: 2 ページ: 705-711
  • DOI: 10.1039/c1cp22708d
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visible-light-activation of TiO2 nanotube array (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro Muramatsu, Qiliang Jin, Musashi Fujishima, Hiroaki Tada
  • 雑誌名: Appl. Catal. B: Environ. 巻: 119-120 ページ: 74-80
  • DOI: 10.1016/j.apcatb.2012.02.012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photocatalytic Activities of Tin(IV) Oxide-Surface Modified Titanium (IV) Dioxide Show a Strong Sensitivity to the TiO2 Crystal Form (2012)
  • 著者名/発表者名: Qiliang Jin, Musashi Fujishima, Michael Nolan, Anna, Iwaszukb, Hiroaki Tada
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 巻: 116 号: 23 ページ: 12621-12626
  • DOI: 10.1021/jp302493f
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prediction of the Main Route in the TiO2-Photocatalyzed Degradation of Organics in Water by Density Functional Theory Calculations (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Tada, Qiliang Jin, Hisayoshi Kobayashi
  • 雑誌名: ChemPhysChem 巻: 13 号: 15 ページ: 3457-3461
  • DOI: 10.1002/cphc.201200382
  • 査読あり
• [学会発表] バナジン酸ビスマスと生体模倣型銅二核錯体からなるハイブリッド可視光光触媒によるアルコール類の選択的酸化反応 (2015)
  • 著者名/発表者名: 納谷 真一、多田 弘明
  • 学会等名: 第115回触媒討論会
  • 発表場所: 成蹊大学（東京）
  • 年月日: 2015-03-23 – 2015-03-24
• [学会発表] 金(コア)－硫化銅(シェル)ハーフカットナノエッグ粒子の合成と可視光水分解への応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 高山晃一、久米貴大、納谷真一、藤島武蔵、多田弘明
  • 学会等名: 2014年度 色材研究発表会
  • 発表場所: 名古屋市工業研究所（名古屋）
  • 年月日: 2014-10-23 – 2014-10-24
• [学会発表] 銅錯体吸着バナジン酸ビスマスによる酸素多電子還元と可視光光触媒反応への応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 根岸凌、納谷真一、多田弘明
  • 学会等名: 2014年度 色材研究発表会
  • 発表場所: 名古屋市工業研究所（名古屋）
  • 年月日: 2014-10-23 – 2014-10-24
• [学会発表] 金ナノ粒子担持酸化チタン光触媒による水素発生における銅担持効果 (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐藤雄一、久米貴大、納谷真一、藤島武蔵、多田弘明
  • 学会等名: 2014年度 色材研究発表会
  • 発表場所: 名古屋市工業研究所（名古屋）
  • 年月日: 2014-10-23 – 2014-10-24
• [学会発表] 銅電極をカソードとして用いた水素製造光電気化学(PEC)セル (2014)
  • 著者名/発表者名: 坂本一樹、田中健太郎、藤島武蔵、多田弘明
  • 学会等名: 2014年度 色材研究発表会
  • 発表場所: 名古屋市工業研究所（名古屋）
  • 年月日: 2014-10-23 – 2014-10-24
• [学会発表] PbSe量子ドットのサイズ制御が可能なCD-2PD法の開発と水素製造光電気化学セルへの応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中健太郎、藤島武蔵、多田弘明
  • 学会等名: 2014年度 色材研究発表会
  • 発表場所: 名古屋市工業研究所（名古屋）
  • 年月日: 2014-10-23 – 2014-10-24
• [学会発表] 酸化チタンとフェノールおよびその誘導体による表面電荷移動錯体の形成とメカニズムの解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 堀寛茂、村田裕介、多田弘明
  • 学会等名: 2014年度 色材研究発表会
  • 発表場所: 名古屋市工業研究所（名古屋）
  • 年月日: 2014-10-23 – 2014-10-24
• [学会発表] 酸化チタンと安息香酸及び誘導体による表面電荷移動錯体の形成とメカニズムの解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 村田裕介、堀寛茂、多田弘明
  • 学会等名: 2014年度 色材研究発表会
  • 発表場所: 名古屋市工業研究所（名古屋）
  • 年月日: 2014-10-23 – 2014-10-24
• [学会発表] バイモーダル金ナノ粒子担持酸化チタンにおける可視光誘導電子輸送とそのアゾベンゼン一段階合成への応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 納谷真一、多田弘明
  • 学会等名: 第114回触媒討論会
  • 発表場所: 広島大学（広島）
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [学会発表] 金ナノ粒子(コア)－硫化カドミウム(シェル)ナノ複合体の合成とプラズモニック光触媒への応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 久米貴大、納谷真一、藤島武蔵、多田弘明
  • 学会等名: 第65回 コロイドおよび界面化学討論会
  • 発表場所: 東京理科大学（東京）
  • 年月日: 2014-09-03 – 2014-09-05
• [学会発表] 金ナノ粒子担持酸化チタン系プラズモニック光触媒による水の酸化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 和田正孝、納谷真一、藤島武蔵、多田弘明
  • 学会等名: 第65回 コロイドおよび界面化学討論会
  • 発表場所: 東京理科大学（東京）
  • 年月日: 2014-09-03 – 2014-09-05
• [学会発表] Visible-Light Induced Long-range Charge Separation in Gold Nanoparticle-Incorporated Mesoporous Titanium(IV) Oxide Film Formed on Fluorine-Doped Tin(IV) Oxide (2014)
  • 著者名/発表者名: S.-I. Naya, T. Kume, H. Tada
  • 学会等名: 20 th International Conference on Photochemical Conversion and Storage of Solar Energy
  • 発表場所: Berlin, Germany
  • 年月日: 2014-07-29 – 2014-08-01
• [学会発表] Performance Optimization of CdSe Quantum Dot-Sensitized Solar Cells with CuS/mesoporous SnO2 Cathode (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Yoshii, M. Wada, H. Takahashi, M. Fujishima, H. Tada
  • 学会等名: 20 th International Conference on Photochemical Conversion and Storage of Solar Energy
  • 発表場所: Berlin, Germany
  • 年月日: 2014-07-29 – 2014-08-01
• [学会発表] Molecular scale first series transition metal oxide cluster-surface modified titanium(IV) oxide as solar environmental catalyst (2013)
  • 著者名/発表者名: 多田弘明
  • 学会等名: 3rd International Conference on Nanotek & Expo
  • 発表場所: Las Vegas, NV, USA
  • 招待講演
• [学会発表] Gold nanoparticle/rutile titanium(IV) oxide plasmon photocatalyst as environmental catalyst: Removal of phenol derivatives (2013)
  • 著者名/発表者名: 納谷真一，多田弘明
  • 学会等名: 3rd International Conference on Nanotek & Expo
  • 発表場所: Las Vegas, NV, USA
  • 招待講演
• [学会発表] TiO2表面におけるp-クレゾールの可視光部分酸化反応 (2013)
  • 著者名/発表者名: 堀寛茂， 金奇良，藤島武蔵，多田弘明
  • 学会等名: 第64回コロイド界面化学討論会 第4回日豪シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋工業大学（愛知県）
• [学会発表] バイモーダル金ナノ粒子担持酸化チタン系プラズモン光触媒の合成およびそれを用いたニトロベンゼン還元反応 (2013)
  • 著者名/発表者名: 丹羽理大，木村啓祐，納谷真一，藤島武蔵，多田弘明
  • 学会等名: 第64回コロイド界面化学討論会 第4回日豪シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋工業大学（愛知県）
• [学会発表] 界面活性剤／金ナノ粒子担持酸化チタン系ヘテロ超分子プラズモン光触媒によるフェノール類高速分解 (2013)
  • 著者名/発表者名: 納谷真一，多田弘明
  • 学会等名: 第64回コロイド界面化学討論会 第4回日豪シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋工業大学（愛知県）
• [学会発表] 金ナノ粒子担持酸化チタン光触媒によるアセトアルデヒド分解反応における金粒子サイズ効果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 二川智行，納谷真一，多田弘明
  • 学会等名: 第112回触媒討論会
  • 発表場所: 秋田大学（秋田県）
• [学会発表] 酸化銅(II)表面修飾‐酸化チタンの可視光光触媒活性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 金奇良，藤島武蔵，多田弘明
  • 学会等名: 2013年電気化学秋季大会
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス（東京）
• [学会発表] 硫化銅量子ドット担持多孔質酸化スズ薄膜の調製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 和田正孝，藤島武蔵，多田弘明
  • 学会等名: 2013年電気化学秋季大会
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス（東京）
• [学会発表] セレンおよび金属セレン化物量子ドット担持酸化チタンの光化学合成とその光エネルギー変換機能 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田中健太郎，藤島武蔵，多田弘明
  • 学会等名: 2013年電気化学秋季大会
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス（東京）
• [学会発表] Bi2S3量子ドット担持ルチル形TiO2ナノロッドの合成およびその光学特性評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 森安洸貴，藤島武蔵，多田弘明
  • 学会等名: Japan Society of Colour Material 85th JSCM Anniversary Conference
  • 発表場所: Tower Hall Funabashi, Tokyo
• [学会発表] CdSe量子ドット担持酸化チタン薄膜電極の作製と量子ドット増感太陽電池への応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉井まり，田中健太郎，藤島武蔵，多田弘明
  • 学会等名: Japan Society of Colour Material 85th JSCM Anniversary Conference
  • 発表場所: Tower Hall Funabashi, Tokyo
• [学会発表] バイモーダル金ナノ粒子担持酸化チタン系プラズモン光触媒によるニトロベンゼンからアゾベンゼンの一段階合成 (2013)
  • 著者名/発表者名: 久米貴大，丹羽理大，納谷真一，藤島武蔵，多田弘明
  • 学会等名: Japan Society of Colour Material 85th JSCM Anniversary Conference
  • 発表場所: Tower Hall Funabashi, Tokyo
• [学会発表] Photocatalytic Activities of Tin Oxide-Surface Modified Titanium(IV) Oxide: Rutile vs. Anatase (2012)
  • 著者名/発表者名: Qiliang Jin, Musashi fujishima, Hiroaki Tada, Michael Nolan
  • 学会等名: 19th Internatonal Conference on Photochemical Conversion and Storage of Solar Energy
  • 発表場所: Pasadena, California, USA
• [図書] Light Harvesting Nanomaterials (2015)
  • 著者名/発表者名: Shin-ichi Naya, Hiroaki Tada
  • 総ページ数: 147
  • 出版者: Bentham Science Publishers
• [図書] Metal Oxide-Supported Gold Nanoparticles: Size-Dependence of Catalytic Activities (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Tada, Tomokazu Kiyonaga, Shin-ichi Naya
  • 総ページ数: 70
  • 出版者: Lambert Academic Publishing
• [備考] 近畿大学研究業績データベース
  • URL: http://raise.itp.kindai.ac.jp/researchdb/
• [備考] 近畿大学研究業績データベース
  • URL: http://raise.itp.kindai.ac.jp/researchdb/