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スパッタ成膜法による非貴金属系酸化物薄膜の創成と酸素還元カソード触媒への応用

研究課題

研究課題/領域番号 25410241
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
研究機関大阪府立大学

研究代表者

松岡 雅也  大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80305648)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2015年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2013年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード触媒 / 酸素還元 / 白金代替 / 酸素還元電極触媒 / PCP/MOF / ZIF / Co金属 / ポーラスカーボン / カソード触媒 / 燃料電池 / チタン酸化物
研究成果の概要

燃料電池正極用の白金代替酸素還元触媒の創製を試みた。Ti2O3をターゲット材とするマグネトロンスパッタ法を用いることで、導電性の高いTi2O3相からなる白金代替酸素還元薄膜触媒の調製に成功した。成膜時の基板温度、スパッタガス圧、基板-ターゲット間距離を最適化することで、従来のTiO2-x触媒を上回る酸素還元活性を達成できた。また、新規に開発したMFe2O4・還元型酸化グラフェンハイブリッド触媒、さらにzeolitic imidazolate frameworks (ZIFs)を焼成し調製したCo担持カーボン触媒が、白金代替触媒として機能し高い酸素還元活性を示すことを見出した。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 4件、 査読あり 8件、 謝辞記載あり 8件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] CSIRO(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] SunMoon 大学(韓国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Visible-light-driven photocatalytic water oxidation catalysed by iron-based metal-organic frameworks2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Horiuchi, T. Toyao, K. Miyahara, L. Zakary, D. Do Van, Y. Kamata, T.-H. Kim, S.W. Lee, M. Matsuoka
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 52 号: 29 ページ: 5190-5193

    • DOI

      10.1039/c6cc00730a

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Design of Zeolitic Imidazolate Framework Derived Nitrogen-Doped Nanoporous Carbons Containing Metal Species for Carbon Dioxide Fixation Reactions2015

    • 著者名/発表者名
      T. Toyao, M. Fujiwaki, K. Miyahara, T.-H. Kim, Y. Horiuchi, M. Matsuoka
    • 雑誌名

      ChemSusChem

      巻: 8 号: 22 ページ: 3905-3912

    • DOI

      10.1002/cssc.201500780

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Visible-light, photoredox catalyzed, oxidative hydroxylation of arylboronic acids using a metal-organic framework containing tetrakis(carboxyphenyl)porphyrin groups2015

    • 著者名/発表者名
      T. Toyao, N. Ueno, K. Miyahara, Y. Matsui, T.-H. Kim, Y. Horiuchi, H. Ikeda, M. Matsuoka
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 51 号: 89 ページ: 16103-16106

    • DOI

      10.1039/c5cc06163f

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synthesis and bifunctional catalysis of metal nanoparticle-loaded periodic mesoporous organosilicas modified with amino groups2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Horiuchi, D. Do Van, Y. Yonezawa, M. Saito, S. Dohshi, T.-H. Kim, M. Matsuoka
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 5 号: 89 ページ: 72653-72658

    • DOI

      10.1039/c5ra13090e

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A heterogeneous mesoporous silica-supported cyclopentadienyl ruthenium(II) complex catalyst for selective hydrosilylation of 1-hexyne at room temperature2015

    • 著者名/発表者名
      Dang Do Van, Takuya Hosokawa, Masakazu Saitob, Yu Horiuchia, Masaya Matsuoka
    • 雑誌名

      Applied Catalysis A: General

      巻: 503 ページ: 203-208

    • DOI

      10.1016/j.apcata.2015.05.039

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Immobilization of Cu Complex into Zr-based MOF with Bipyridine Units for Heterogeneous Selective Oxidation2015

    • 著者名/発表者名
      T. Toyao, K. Miyahara, M. Fujiwaki, S. Dohshi, T. H. Kim, Y. Horiuchi, M. Matsuoka
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 119 号: 15 ページ: 8131-8137

    • DOI

      10.1021/jp512749y

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Zeolitic Imidazolate Frameworks as Heterogeneous Catalysts for a One-Pot P–C Bond Bormation Reaction via Knoevenagel Condensation and Phospha-Michael Addition2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Horiuchi, T. Toyao, M. Fujiwaki, S. Dohshi, T. H. Kim, M. Matsuoka
    • 雑誌名

      RSC advances

      巻: 5 号: 31 ページ: 24687-24690

    • DOI

      10.1039/c5ra02410b

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Positioning of the HKUST-1 Metal-Organic Framework (Cu3(BTC)2) Through Conversion of Insoluble Cu-based Precursors2015

    • 著者名/発表者名
      T. Toyao, K. Liang, K. Okada, R. Ricco, M. J. Styles, Y Tokudome, Y. Horiuchi, A. J. Hill, M. Takahashi, M. Matsuoka, P. Falcaro
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry Frontiers

      巻: 2 号: 5 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1039/c4qi00215f

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] セラミックス材料を前駆体に用いた磁性ナノ粒子含有MOF触媒の合成とその触媒特性評価2016

    • 著者名/発表者名
      鳥屋尾隆、堀内悠、松岡雅也、Paolo FALCARO
    • 学会等名
      第117回触媒討論会
    • 発表場所
      大阪府立大学 (大阪府堺市)
    • 年月日
      2016-03-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ポルフィリンユニットを有する多孔性金属錯体の粒子径制御とPhotoredox触媒作用2016

    • 著者名/発表者名
      上野那奈、宮原謙太、鳥屋尾隆、堀内悠、松岡雅也
    • 学会等名
      第117回触媒討論会
    • 発表場所
      大阪府立大学 (大阪府堺市)
    • 年月日
      2016-03-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Visible-Light-Driven Photoredox Processes, Oxidative Hydroxylation of Arylboronic Acids Using Metal-Organic Framework Containing Photo-functional Organic Linkers2016

    • 著者名/発表者名
      Dang Do Van, Nana Ueno, Kenta Miyahara, Yu Horiuchi and Masaya Matsuoka
    • 学会等名
      17th International Symposium on Eco-materials Processing and Design
    • 発表場所
      Hainan University, Hainan, China
    • 年月日
      2016-01-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 可視光駆動光触媒プロセスを実現する多孔性金属錯体の設計2015

    • 著者名/発表者名
      鳥屋尾隆、堀内悠、松岡雅也
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 第28回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      富山大学 (富山県富山市)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Meta-Organic Frameworks with Photo-Functional Organic Linkers for Achieving Visible-Light-Driven Photocatalytic Processes2015

    • 著者名/発表者名
      Yu Horiuchi, Nana Ueno, Kenta Miyahara and Masaya Matsuoka
    • 学会等名
      The 11th Korea-Japan Symposium on Frontier Photoscience-2015 (KJFP-2015)
    • 発表場所
      Jeju Island, Jeju, Korea
    • 年月日
      2015-06-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Fe酸化物クラスターを有する多孔性金属錯体の調製と可視光酸素生成反応へ応用2015

    • 著者名/発表者名
      宮原謙太、鳥屋尾隆、堀内悠、松岡雅也
    • 学会等名
      第34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(東京都目黒区)
    • 年月日
      2015-06-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Catalytic Activity of Ti2O3 Thin Film for Oxygen Reduction Reaction2014

    • 著者名/発表者名
      Ryo Matsui, Yu Horiuchi and Masaya Matsuoka
    • 学会等名
      2nd TKU-OPU & 4th TKU-ECUST-OPU-KIST International Symposium
    • 発表場所
      台北(台湾)
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] チタン酸アルカリ土類金属塩を担体とするルテニウム触媒上でのアンモニア分解反応2014

    • 著者名/発表者名
      矢郷徳一朗、亀井厳希、堀内悠、松岡雅也
    • 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
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Ruthenium Catalyzed Ammonia Synthesis Using Alkaline Earth Titanates as Support Materials2014

    • 著者名/発表者名
      Tokuichiro Yago, Genki Kamei, Yu Horiuchi and Masaya Matsuoka
    • 学会等名
      The Seventh Tokyo Conference on Advanced Catalytic Science and Technology (TOCAT7)
    • 発表場所
      京都テルサ(京都)
    • 年月日
      2014-06-01 – 2014-06-06
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 脱白金を目指したTi系酸素還元触媒の開発とその活性評価

    • 著者名/発表者名
      松井諒、櫛部有広、飯屋谷和志、堀内悠、松岡雅也
    • 学会等名
      第6回触媒表面化学研究発表会
    • 発表場所
      関西大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of Visible-Light Responsive Tantalum Oxynitride Thin Film Photocatalysts by RF Magnetron Sputtering Deposition Method

    • 著者名/発表者名
      松井諒, 守安まどか, 堀内悠, 松岡雅也
    • 学会等名
      媒学会西日本支部第4回触媒科学研究発表会
    • 発表場所
      徳島大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] 物理化学研究グループ(松岡研究室)研究業績

    • URL

      http://www.chem.osakafu-u.ac.jp/ohka/ohka3/publication.html

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.chem.osakafu-u.ac.jp/ohka/ohka3/index.html

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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