金属との相互作用を活用したグラファイト状窒化炭素の特性制御

• 研究課題/領域番号: 25420746
• 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: 複合材料・表界面工学
• 研究機関: 国立研究開発法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 佐野 泰三 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 環境管理研究部門, 主任研究員 (30357165)
• 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: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 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: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 機能性複合材料 / 窒化炭素 / 光触媒 / 金属複合化 / 吸着 / 悪臭 / 可視光 / 有機金属半導体 / 層状化合物 / メチルメルカプタン / 高せん断混合 / グラフェン / 機能性材料

研究成果の概要

可視光を照射すると触媒作用を示すグラファイト状窒化炭素（g-C3N4）が近年注目されており、金属との複合化による新たな機能発現を狙い、複合化手法をを検討した。g-C3N4をアルカリ水溶液中で水熱処理して比表面積を増大させた後、酢酸銀水溶液中で高せん断混合（高速で回転するブレードで強制的に混合すること）したところ、光吸収端が長波長シフトするとともに、直径1nm以下の金属銀ナノ粒子の凝集体が担持された。この銀微粒子がメチルメルカプタンと接触すると、メチルメルカプタンを吸着しやすい配置へと移動して吸着サイト数を特異的に増大させ、メチルメルカプタンを高い効率で光触媒的に分解することを見出した。

研究成果

• [雑誌論文] 環境浄化光触媒としてのグラファイト状窒化炭素 (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐野 泰三、寺本 慶之、堀 智子、根岸 信彰、竹内浩士
  • 雑誌名: JOURNAL OF THE SOCIETY OF INORGANIC MATERIALS, JAPAN 巻: 21 ページ: 426-432
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] グラファイト状窒化炭素上の高移動度な銀を利用した 硫黄系悪臭物質の光触媒分解 (2016)
  • 著者名/発表者名: 佐野泰三、堀智子、平川力、大古善久、小池和英、竹内浩士
  • 学会等名: 第２２回シンポジウム「光触媒反応の最近の展開」
  • 発表場所: 千葉県野田市
  • 年月日: 2016-12-04
  • 国際学会
• [学会発表] Modification of novel photocatalyst "Graphitic Carbon Nitride (g-C3N4)“ by nonthermal plasma treatment (2015)
  • 著者名/発表者名: TaizoSano,Y.Teramoto,T.Hori,H.H.Kim,A.Wakisaka
  • 学会等名: Plasma and Electrostatics Technologies for Environmental Application (PETEA2015)
  • 発表場所: 京都府京都市
  • 年月日: 2015-12-10
  • 国際学会
• [学会発表] 銀複合化グラファイト状窒化炭素(Ag/g-C3N4)による可視光照射下でのメチルメルカプタン除去反応 (2015)
  • 著者名/発表者名: 佐野 泰三、寺本 慶之、平川力、根岸 信彰、竹内浩士
  • 学会等名: 日本化学会春年会
  • 発表場所: 日本大学船橋キャンパス、船橋
  • 年月日: 2015-03-28
• [学会発表] Relation between nonthermal plasma and photocatalyst (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐野 泰三、寺本 慶之、金 賢夏、堀 智子、尾形 敦
  • 学会等名: KJPE2014(The 3rd Korea-Japan Conference on Plasma and Electrostatics Technologies)
  • 発表場所: Ocean Suites Jeju Hotel, チェジュ（韓国）
  • 年月日: 2014-11-07
  • 招待講演
• [学会発表] Modification of Graphitic Carbon Nitride (g-C3N4) for Visible-Light Responsive Photocatalyst with Metal Salts Solution (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐野 泰三、小池 和英、佐藤 浩昭、寺本 慶之、根岸 信彰、竹内 浩士
  • 学会等名: IPS-20 (20th international conference on photochemical conversion and storage of solar energy)
  • 発表場所: Maritim hotel, ベルリン（ドイツ）
  • 年月日: 2014-07-28
• [産業財産権] 脱臭用金属複合化窒化炭素とその製造方法 (2019)
  • 発明者名: 佐野 泰三, 脇坂 昭弘
  • 権利者名: 産業技術総合研究所
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2015-236857
  • 取得年月日: 2019
• [産業財産権] 脱臭用金属複合化窒化炭素とその製造方法 (2015)
  • 発明者名: 佐野泰三、脇坂昭弘、堀智子、小池和秀
  • 権利者名: 佐野泰三、脇坂昭弘、堀智子、小池和秀
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2015-12-03
• [産業財産権] 脱臭用金属複合化窒化炭素とその製造方法 (2015)
  • 発明者名: 佐野泰三, 脇坂昭弘, 堀智子, 小池和英
  • 権利者名: 国立研究開発法人産業技術総合研究所
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2015-236857
  • 出願年月日: 2015-12-03