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磁場を利用した光反応の促進に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 25620150
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 エネルギー関連化学
研究機関京都大学

研究代表者

奥村 英之  京都大学, エネルギー科学研究科, 准教授 (80362573)

連携研究者 石原 慶一  京都大学, 大学院エネルギー科学研究科, 教授 (30184550)
山末 英嗣  京都大学, 大学院エネルギー科学研究科, 助教 (90324673)
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
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2013年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード磁場効果 / 不均一系光触媒 / 溶存酸素 / 表面近傍静電ポテンシャル / 現象論的OANSモデル / 磁気対流 / 表面近傍短範囲拡散 / 再現性 / 不均一系光触媒反応 / 磁場効果(MFE) / 溶存酸素(DO) / OANSモデル / その場観察 / 温度依存性 / 磁場吸着 / 温度依存 / 酸化亜鉛 / 光触媒 / メチレンブルー溶液
研究成果の概要

一見磁石に応答しない物質や現象・反応も実際は変化している。磁場効果(MFE)は均一系反応で高い再現性や理論が知られるが、界面を伴う不均一系、特に光触媒反応では報告すら限定的である。
本研究ではZnO、TiO2粉末に磁場中で紫外光を照射し、色素溶液脱色反応を用いてMFE関与パラメタを検討した。そして誤差2%の高い再現性と、磁場強度、溶液濃度、溶存酸素濃度、ガス吸着等粉末表面状態の影響を確認した。これより、固-液界面では静電ポテンシャル勾配により有効磁気力が酸素に生じ、短範囲拡散・磁気対流を誘発してMFE を発現するという現象論的OANS(表面近傍酸素流動加速)モデルを提唱し、その妥当性を示した。

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

    (18件)

すべて 2016 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 3件、 招待講演 6件)

  • [雑誌論文] Magnetic Field Effect (MFE) on Heterogeneous Photocatalysis and the Role of Oxygen2016

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Okumura
    • 雑誌名

      International Journal of Magnetics and Electromagnetism

      巻: 印刷中

    • NAID

      120007183782

    • 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
  • [雑誌論文] Magnetic field effect on heterogeneous photocatalysis2015

    • 著者名/発表者名
      H. Okumura, S. Endo, S. Joonwichien, E. Yamasue, K.N. Ishihara
    • 雑誌名

      Catalysis Today

      巻: 未定 ページ: 634-647

    • DOI

      10.1016/j.cattod.2014.12.048

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 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
  • [雑誌論文] 不均一系ZnO光触媒反応の磁場効果メカニズムの検討2014

    • 著者名/発表者名
      奥村英之、遠藤晋、山末英嗣、石原慶一
    • 雑誌名

      第9回日本磁気科学会年会プログラム要旨集

      巻: - ページ: 36-37

    • 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
  • [雑誌論文] 光触媒による銀イオン(I)還元反応に対する磁場効果2014

    • 著者名/発表者名
      遠藤晋,山末英嗣,石原慶一,奥村英之
    • 雑誌名

      第9回日本磁気科学会年会プログラム要旨集

      巻: - ページ: 50-51

    • 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] 不均一系光触媒反応における磁場効果(仮)2016

    • 著者名/発表者名
      奥村英之
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ:新潟コンベンションセンター(新潟県新潟市)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] On the mechanism of heterogeneous photocatalysis under magnetic field2015

    • 著者名/発表者名
      H. OKUMURA, S. Endo, E. Yamasue, K. N. Ishihara
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015 (環太平洋国際化学会議[Pacifichem] 2015)
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] On the mechanism of photocatalytic Ag(I) ion reduction under magnetic field2015

    • 著者名/発表者名
      S. Endo, H. OKUMURA, E. Yamasue, K. N. Ishihara
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015 (環太平洋国際化学会議 [Pacifichem] 2015)
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Magnetic Field Effect (MFE) on Heterogeneous Photocatalysis2015

    • 著者名/発表者名
      2)Hideyuki Okumura, Susumu Endo, Eiji Yamasue and Keiichi N. Ishihara
    • 学会等名
      BIT's 4th Annual World Congress of Advanced Materials-2015 (WCAM-2015)
    • 発表場所
      Qingdao, China
    • 年月日
      2015-05-27 – 2015-05-29
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Magnetic Field Effect (MFE) on Heterogeneous Photocatalysis2015

    • 著者名/発表者名
      H. Okumura, S. Endo, E. Yamasue, K. N. Ishihara
    • 学会等名
      BIT’s 4th Annual World Congress of Advanced Materials-2015 (WCAM-2015)
    • 発表場所
      Chongqing(重慶市), China
    • 年月日
      2015-05-27
    • 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] 光触媒による銀イオン還元に対する磁場効果メカニズムの検討2015

    • 著者名/発表者名
      奥村英之、遠藤晋、山末英嗣、石原慶一
    • 学会等名
      電気化学会第82回大会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 年月日
      2015-03-15 – 2015-03-17
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 光触媒反応磁場効果モデルの検討2015

    • 著者名/発表者名
      奥村英之、遠藤晋、山末英嗣、石原慶一
    • 学会等名
      2015年第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 不均一系ZnO光触媒反応の磁場効果メカニズムの検討2014

    • 著者名/発表者名
      奥村英之、遠藤晋、山末英嗣、石原慶一
    • 学会等名
      第9回日本磁気科学会年会
    • 発表場所
      岐阜県高山市 高山市民文化会館
    • 年月日
      2014-11-13 – 2014-11-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 光触媒による銀イオン(I)還元反応に対する磁場効果2014

    • 著者名/発表者名
      遠藤晋,山末英嗣,石原慶一,奥村英之
    • 学会等名
      第9回日本磁気科学会年会
    • 発表場所
      岐阜県高山市 高山市民文化会館
    • 年月日
      2014-11-13 – 2014-11-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Magnetic Field Effect on Heterogeneous Photocatalysis2014

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Okumura, Susumu Endo, Eiji Yamasue and Keiichi N. Ishihara
    • 学会等名
      The 8th International Conference on Environmental Catalysis (ICEC 2014)
    • 発表場所
      Asheville, North Carolina, USA
    • 年月日
      2014-08-24 – 2014-08-27
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 酸化亜鉛光触媒の色素分解反応に対する磁場効果2014

    • 著者名/発表者名
      遠藤 晋・山末 英嗣・石原 慶一・奥村 英之
    • 学会等名
      第33回光がかかわる触媒化学シンポジウム
    • 発表場所
      東京理科大学葛飾キャンパス
    • 年月日
      2014-07-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Temperature dependence of the Magnetic Field Effect on Photocatalytic Reaction2014

    • 著者名/発表者名
      S. Endo, E.Yamasue, K. N. Ishihara, H.Okumura
    • 学会等名
      ICEC 2014 8th International Conference on Environmental Catalysis
    • 発表場所
      Asheville, North Carolina, USA
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Magnetic Field Effect on Heterogeneous Photocatalysis2014

    • 著者名/発表者名
      H. Okumura, S. Joonwichien, S. Endoh, E. Yamasue, K. N. Ishihara
    • 学会等名
      ICEC 2014 8th International Conference on Environmental Catalysis
    • 発表場所
      Asheville, North Carolina, USA
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ZnO光触媒のMB分解in-situ測定による磁場効果評価2013

    • 著者名/発表者名
      遠藤晋、山末英嗣,奥村英之,石原慶一
    • 学会等名
      第32回固体・表面光化学討論会
    • 発表場所
      早稲田大学国際会議場
    • 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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