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ラメラ相鋳型を利用した積層型ナノシート光触媒の新規開発と触媒機能

研究課題

研究課題/領域番号 25420827
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 触媒・資源化学プロセス
研究機関徳島大学

研究代表者

中川 敬三  徳島大学, ソシオテクノサイエンス研究部, 講師 (60423555)

研究分担者 杉山 茂  徳島大学, 大学院ソシオテクノサイエンス研究部, 教授 (70175404)
加藤 雅裕  徳島大学, 大学院ソシオテクノサイエンス研究部, 准教授 (80274257)
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
5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2014年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2013年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードナノシート / 光触媒 / 水素生成 / ニオブ酸 / ボトムアップ法 / グラフェン / 硫化モリブデン / 積層構造 / チタン酸
研究成果の概要

分子サイズの厚みを有する金属酸化物ナノシートは,高比表面積や二次元ナノ粒子に由来する特異な表面特性などの特徴を有し様々な分野で応用が期待されているが,調製法や光触媒への応用に向けて解決すべき点は多い.本研究では高機能な光触媒の開発を目指し,複合型ナノシート光触媒の開発を行った.
ボトムアップ法により単層ニオブ酸ナノシートの調製に成功し,紫外光照射下において安定かつ優れた水素生成活性が得られることがわかった.またグラフェンやMoS2など他の物質との複合化により効果的な電子移動と電荷分離が起こり,水素生成活性が大きく向上することが明らかとなった.

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

    (24件)

すべて 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 備考 (5件)

  • [国際共同研究] University of Oxford(英国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Niobium Oxides: Correlation of Acidity with Structure and Catalytic Performance in Sucrose Conversion to 5-Hydroxymethylfurfural2016

    • 著者名/発表者名
      Hannah Theresa Kreissl, Keizo Nakagawa, Yung-Kang Peng, Yusuke Koito, Junlin Zheng, Shik Chi Edman Tsang
    • 雑誌名

      Journal of Catalysis

      巻: 338 ページ: 329-339

    • DOI

      10.1016/j.jcat.2016.03.007

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 界面活性剤を利用したボトムアップ法による金属酸化物ナノシート合成2015

    • 著者名/発表者名
      中川 敬三, 杉山 茂
    • 雑誌名

      触媒

      巻: 57 ページ: 355-361

    • 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] Enhanced Photocatalytic Hydrogen Evolution from Water by Niobate Single Molecular Sheets and Ensembles2014

    • 著者名/発表者名
      Keizo Nakagawa, Tiantian Jia, Weiran Zheng, Simon Michael Fairclough, Masahiro Katoh, Shigeru Sugiyama, Shik Chi Edman Tsang
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 50 号: 89 ページ: 13702-13705

    • DOI

      10.1039/c4cc04726e

    • 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] Layered Titanate Nanosheets Prepared by a Surfactant-Templating Approach: Effects of Lamellar Mesostructure on Surface Functionality2014

    • 著者名/発表者名
      Keizo Nakagawa, Toshimasa Ogata, Kazuki Yamaguchi, Jun Jitoku, Ken-Ichiro Sotowa, Shigeru Sugiyama, Toshihiro Moriga, Motonari Adachi
    • 雑誌名

      Science of Advanced Materials

      巻: 6

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Single Layer Niobate Nanosheets Prepared by A Bottom-Up Approach: Photocatalytic Hydrogen Evolution from Water/Methanol Solution2016

    • 著者名/発表者名
      Keizo Nakagawa, Masahiro Katoh, Shigeru Sugiyama, Shik Chi Edman Tsang
    • 学会等名
      The 10th Conference of Aseanian Membrane Society (AMS10)
    • 発表場所
      奈良春日野国際フォーラム 甍(奈良県奈良市)
    • 年月日
      2016-07-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Layered Titanate Nanosheets with and without Lamellar Mesostructure Formed by Surfactant Self-Assembly2016

    • 著者名/発表者名
      Keizo Nakagawa, Shigeru Sugiyama, Motonari Adachi
    • 学会等名
      The 10th Conference of Aseanian Membrane Society (AMS10)
    • 発表場所
      奈良春日野国際フォーラム 甍(奈良県奈良市)
    • 年月日
      2016-07-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 剥離を利用しないボトムアップ法による単層ニオブ酸ナノシートの合成と構造解析2015

    • 著者名/発表者名
      山下 洋令, 中川 敬三, 加藤 雅裕, 杉山 茂
    • 学会等名
      膜シンポジウム2015
    • 発表場所
      神戸大学六甲台キャンパス(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-11-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ボトムアップ法により合成されるチタン酸化物ナノシートを用いた色素増感太陽電池用薄膜の開発2015

    • 著者名/発表者名
      中川 敬三, 元木 直也, 平岡 早紀, 加藤 雅裕, 杉山 茂, 足立 基齊, 松尾 寛, 内田 文生
    • 学会等名
      日本膜学会第37 年会
    • 発表場所
      早稲田大学西早稲田キャンパス(東京都新宿区)
    • 年月日
      2015-05-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ボトムアップ法による単層ニオブ酸ナノシート光触媒の調製と水/メタノール溶液からの水素生成2015

    • 著者名/発表者名
      中川 敬三, 加藤 雅裕, 杉山 茂, Shik Chi Edman Tsang
    • 学会等名
      化学工学会第80年会
    • 発表場所
      芝浦工業大学豊洲キャンパス(東京都江東区)
    • 年月日
      2015-03-19 – 2015-03-21
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] ボトムアップ法を利用した異なるシート厚さを有するニオブ酸ナノシートの形成2015

    • 著者名/発表者名
      山下 洋令, 中川 敬三, 加藤 雅裕, 杉山 茂
    • 学会等名
      第17回化学工学会学生発表会(徳島大会)
    • 発表場所
      徳島大学常三島キャンパス(徳島県徳島市)
    • 年月日
      2015-03-07
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 1 次元及び 2次元金属酸化物ナノ構造体の形成と電子顕微鏡観察による構造評価2014

    • 著者名/発表者名
      中川 敬三
    • 学会等名
      触媒学会 第24回キャラクタリゼーション講習会
    • 発表場所
      香川大学幸町キャンパス(香川県高松市)
    • 年月日
      2014-10-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ボトムアップ法を利用した単分子ニオブ酸シート光触媒の研究紹介2014

    • 著者名/発表者名
      中川 敬三, 加藤 雅裕, 杉山 茂, Shik Chi Edman Tsang
    • 学会等名
      日本海水学会若手会 海水・生活・化学連携シンポジウム
    • 発表場所
      一関文化センター(岩手県一関市)
    • 年月日
      2014-09-29 – 2014-09-30
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 単分子層ニオブ酸シートの合成と水の光分解による水素製造2014

    • 著者名/発表者名
      中川 敬三, 加藤 雅裕, 杉山 茂, Shik Chi Edman Tsang
    • 学会等名
      化学工学会中国四国支部 第8回中四国若手CE合宿
    • 発表場所
      倉敷シーサイドホテル(岡山県倉敷市)
    • 年月日
      2014-08-04 – 2014-08-05
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] ボトムアップ法による単層及び多層金属酸化物ナノシートの開発と光触媒作用2014

    • 著者名/発表者名
      中川 敬三
    • 学会等名
      触媒学会西日本支部 第52回触媒研究懇談会
    • 発表場所
      有馬温泉メープル有馬(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2014-07-24 – 2014-07-25
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Catalytic Conversion of Sugar Molecule to Hydroxymethylfurfural (HMF) over Molecular Layers of Niobium Oxide in Water2014

    • 著者名/発表者名
      Hannah Kreissl, Keizo Nakagawa, Yung-Kang Peng, Shik Chi Edman Tsang
    • 学会等名
      IChemE, Progress & Challenges in Environmental Catalysis
    • 発表場所
      レディング(英国)
    • 年月日
      2014-06-23 – 2014-06-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Evaluation of layerd titanate nanosheets using TOF-SIMS and g-ogram

    • 著者名/発表者名
      Ichiro Mihara, Keizo Nakagawa, Masahiro Kudo, Satoka Aoyagi
    • 学会等名
      The Scientific International Symposium on SIMS and Related Techniques Based on Ion-Solid Interactions (SISS)
    • 発表場所
      成蹊大学(東京都)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] ラメラ構造を持つ層状チタン酸ナノシートのメソ構造と光触媒活性に関する熱処理の効果

    • 著者名/発表者名
      治徳 純, 中川 敬三, 加藤 雅裕, 杉山 茂
    • 学会等名
      触媒学会西日本支部 第4 回触媒科学研究発表会
    • 発表場所
      徳島大学(徳島県)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] ラメラメソ構造を有する層状チタン酸ナノシートのカーボンピラー化による熱耐久性の向上

    • 著者名/発表者名
      元木 直也, 中川 敬三, 加藤 雅裕, 杉山 茂
    • 学会等名
      化学工学会中国四国支部 第7回中四国若手CE合宿
    • 発表場所
      ホテル常盤(山口県)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] 徳島大学 教育・研究者情報データベース(EDB)

    • URL

      http://pub2.db.tokushima-u.ac.jp/ERD/person/155080/profile-ja.html

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 徳島大学 教育・研究者情報データベース (EDB)

    • URL

      http://pub2.db.tokushima-u.ac.jp/ERD/person/155080/profile-ja.html

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] 徳島大学工学部化学応用工学科 化学プロセス工学C3講座

    • URL

      http://www.chem.tokushima-u.ac.jp/C3/

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] 徳島大学 教育・研究者情報データベース (EDB)  中川 敬三

    • URL

      http://pub2.db.tokushima-u.ac.jp/ERD/person/155080/profile-ja.html

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] 徳島大学工学部化学応用工学科 化学プロセス工学C3講座

    • URL

      http://www.chem.tokushima-u.ac.jp/C3/

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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