高性能SiO2が引き出す高活性なTiO2光触媒選択酸化

• 研究課題/領域番号: 26708027
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 無機工業材料
• 研究機関: 国立研究開発法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: 井出 裕介 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 主任研究員 (40449327)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 24,830千円 (直接経費: 19,100千円、間接経費: 5,730千円); 2016年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 2015年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円); 2014年度: 14,040千円 (直接経費: 10,800千円、間接経費: 3,240千円)
• キーワード: 光触媒 / 化成品合成 / 吸着材 / 層状ケイ酸塩 / 層状物質 / 無機工業材料 / 無機工業化学 / 二酸化チタン

研究成果の概要

二酸化チタン光触媒とシリカ系吸着材を巧く組み合わせ、有機物の部分酸化による化成品合成（回収）システムを構築するために、酸化活性の高い光触媒、吸着性能に優れた吸着剤の探索・開発を行った。研究成果のハイライトとして、もっとも困難な部分酸化反応の一種であるトルエンからの安息香酸の合成を、二酸化チタンとマガディアイトを用いて、従来にない高い収量、かつ、100%の選択性で実現した。

研究成果

• [雑誌論文] The effect of amorphous TiO2 in P25 on dye-sensitized solar cell performance (2018)
  • 著者名/発表者名: Al-Attafi Kadhim、Nattestad Andrew、Wu Qijie、Ide Yusuke、Yamauchi Yusuke、Dou Shi Xue、Kim Jung Ho
  • 雑誌名: Chemical Communications 巻: 54 号: 4 ページ: 381-384
  • DOI: 10.1039/c7cc07559f
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Templated synthesis of atomically-thin Ag nanocrystal catalysts in the interstitial space of a layered silicate (2018)
  • 著者名/発表者名: Doustkhah Esmail, Rostamnia Sadegh, Tsunoji Nao, Henzie Joel, Takei Toshiaki, Yamauchi Yusuke, Ide Yusuke
  • 雑誌名: Chemical Communications 巻: in press 号: 35 ページ: 4402-4405
  • DOI: 10.1039/c8cc00275d
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Templated synthesis of atomically thin platy hematite nanoparticles within a layered silicate exhibiting efficient photocatalytic activity (2018)
  • 著者名/発表者名: Mani Durai、Tsunoji Nao、Yumauchi Yusuke、Arivanandhan Mukannan、Jayavel Ramasamy、Ide Yusuke
  • 雑誌名: Journal of Materials Chemistry A 巻: 6 号: 12 ページ: 5166-5171
  • DOI: 10.1039/c7ta10427h
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Merging Cation Exchange and Photocatalytic Charge Separation Efficiency in an Anatase/K2Ti4O9 Nanobelt Heterostructure for Metal Ions Fixation (2018)
  • 著者名/発表者名: Ide Yusuke、Shirae Wataru、Takei Toshiaki、Mani Durai、Henzie Joel
  • 雑誌名: Inorganic Chemistry 巻: 57 号: 10 ページ: 6045-6050
  • DOI: 10.1021/acs.inorgchem.8b00538
  • 査読あり
• [雑誌論文] Room-Temperature Rutile TiO2 Nanoparticle Formation on Protonated Layered Titanate for High-Performance Heterojunction Creation (2017)
  • 著者名/発表者名: Saito Kanji、Tominaka Satoshi、Yoshihara Shun、Ohara Koji、Sugahara Yoshiyuki、Ide Yusuke
  • 雑誌名: ACS Applied Materials & Interfaces 巻: 9 号: 29 ページ: 24538-24544
  • DOI: 10.1021/acsami.7b04051
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mesoporous TiO2 Embedded with a Uniform Distribution of CuO Exhibit Enhanced Charge Separation and Photocatalytic Efficiency (2017)
  • 著者名/発表者名: Liao Yu-Te、Huang Yu-Yuan、Chen Hao Ming、Komaguchi Kenji、Hou Chia-Hung、Henzie Joel、Yamauchi Yusuke、Ide Yusuke、Wu Kevin C.-W.
  • 雑誌名: ACS Applied Materials & Interfaces 巻: 9 号: 49 ページ: 42425-42429
  • DOI: 10.1021/acsami.7b13912
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Hydrothermal Conversion of Layered Niobate K4Nb6O17・3H2O to Rare Microporous Niobate K6Nb10.8O30 (2017)
  • 著者名/発表者名: Ide Yusuke、Shirae Wataru
  • 雑誌名: Inorganic Chemistry 巻: 56 号: 18 ページ: 10848-10851
  • DOI: 10.1021/acs.inorgchem.7b01796
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced Photocatalytic Activity of a Layered Titanate Achieved via Simple Mixing with TiO2-Based Photocatalysts as Additives (2017)
  • 著者名/発表者名: Hattori Hideya、Eguchi Miharu、Ide Yusuke、Sano Tsuneji
  • 雑誌名: Bulletin of the Chemical Society of Japan 巻: 90 号: 11 ページ: 1276-1278
  • DOI: 10.1246/bcsj.20170231
  • NAID: 130006201446
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fe oxide nanoparticle/Ti-modified mesoporous silica as photocatalyst for efficient and selective cyclohexane conversion with O2 and solar light (2016)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Ide, Mikayo Iwata, Yuya Yagenji, Nao Tsunoji, Minoru Somiya, Kenji Komaguchi, Tsuneji Sano, Yoshiyuki Sugahara
  • 雑誌名: J. Mater. Chem. A 巻: 4 号: 41 ページ: 15892-15835
  • DOI: 10.1039/c6ta04222h
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Remarkable Charge Separation and Photocatalytic Efficiency Enhancement through Interconnection of TiO2 Nanoparticles by Hydrothermal Treatment (2016)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Ide, Nozomu Inami, Hideya Hattori, Kanji Saito, Minoru Sohmiya, Nao Tsunoji, Kenji Komaguchi, Tsuneji Sano, Yoshio Bando, Dmitri Golberg, Yoshiyuki Sugawara
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 55 号: 11 ページ: 3600-3605
  • DOI: 10.1002/anie.201510000
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] PHYSICAL CHEMISTRY CHEMICAL PHYSICS (2016)
  • 著者名/発表者名: Ide Yusuke, Nagao Kazuma, Saito Kanji, Komaguchi Kenji, Fujii Risa, Kogure Akinori, Sugahara Yoshiyuki, Bando Yoshio, Dmitri Golberg
  • 雑誌名: h-BN nanosheets as simple and effective additives to largely enhance the activity of Au/TiO2 plasmonic photocatalysts 巻: 18 号: 1 ページ: 79-83
  • DOI: 10.1039/c5cp05958e
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Unprecedentedly enhanced solar photocatalytic activity of a layered titanate simply integrated with TiO2 nanoparticles (2016)
  • 著者名/発表者名: Saito Kanji, Misa Kozeni, Sohmiya Minoru, Komaguchi Kenji, Makoto Ogawa, Sugahara Yoshiyuki, Ide Yusuke
  • 雑誌名: name PHYSICAL CHEMISTRY CHEMICAL PHYSICS 巻: 18 号: 45 ページ: 30920-30925
  • DOI: 10.1039/c6cp05635k
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Water-Floatable Organosilica Particles for TiO2 Photocatalysis (2016)
  • 著者名/発表者名: Maki, Y.; Ide, Y.; Okada, T.
  • 雑誌名: Chem. Eng. J. 巻: 299 ページ: 367-372
  • DOI: 10.1016/j.cej.2016.04.059
  • NAID: 120007100490
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Selective catechol synthesis by TiO2 photocatalysis with the aid of a layered silicate adsorbent, HUS-7 (2015)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Ide, Masato Torii, Nao Tsunoji and Tsuneji Sano
  • 雑誌名: Clay Science 巻: 19 ページ: 59-62
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A photocatalytically inactive microporous titanate nanofiber as an excellent and versatile additive to enhance the TiO2 photocatalytic activity (2015)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Ide and Kenji Komaguchi
  • 雑誌名: Journal of Materials Chemistry A 巻: 3 号: 6 ページ: 2541-2546
  • DOI: 10.1039/c4ta06027j
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Design of BN porous sheets with richly exposed (002) plane edges and thier application as TiO2 visible light sensitizer (2015)
  • 著者名/発表者名: Qunhong Weng, Yusuke Ide, Xuebin Wang, Xi Wang, Chao Zhang, Xiangfen Jiang, Yanming Xue, Pengcheng Dai, Kenji Komaguchi, Yoshio Bando and Dmitri Golberg
  • 雑誌名: Nano Energy 巻: 16 ページ: 19-27
  • DOI: 10.1016/j.nanoen.2015.06.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microporous titanate nanofiber for highly efficient UV-protective transparent coating (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Hattori, Yusuke Ide, Tsuneji Sano
  • 雑誌名: J. Mater. Chem. A 巻: 2 号: 39 ページ: 16381-16388
  • DOI: 10.1039/c4ta02975e
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 層状物質の新しい機能設計 (2014)
  • 著者名/発表者名: 井出裕介
  • 雑誌名: 日本化学会研究会「低次元系光機能材料研究会」ニュースレター 巻: 6 ページ: 8-10
• [学会発表] 層状無機結晶の新しい機能設計 (2017)
  • 著者名/発表者名: 井出裕介
  • 学会等名: 日本学術振興会「先端ナノデバイス・材料テクノロジー第151委員会」平成29年度 第4回研究会
  • 招待講演
• [学会発表] Smart functionalization of TiO2: from materials design to operating environment control (2017)
  • 著者名/発表者名: Ide Yusuke
  • 学会等名: Thailand-Japan Joint Research Meeting on Nanomaterials and Nanocomposites
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 水熱法により設計された高活性TiO2系光触媒 (2017)
  • 著者名/発表者名: 井出裕介
  • 学会等名: 第一回水資源の確保と保全に向けた材料・技術研究講演会
  • 発表場所: 日本大学駿河台キャンパス(東京都・駿河台)
• [学会発表] 新規多孔体iMOF（inorganic-metal-organic framework） (2016)
  • 著者名/発表者名: 井出裕介
  • 学会等名: 第32回ゼオライト研究
  • 発表場所: タワーホール船堀（東京都・船堀）
  • 年月日: 2016-12-01
• [学会発表] 酸化鉄微粒子およびチタンで表面修飾したメソポーラスシリカ光触媒によるシクロヘキサン選択的酸化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 井出裕介
  • 学会等名: name 第３５回 固体・表面光化学討論会
  • 発表場所: 室蘭工業大学(北海道・東室蘭)
  • 年月日: 2016-11-21
• [学会発表] Design of Layered Silicate Adsorbents for Unique and Efficient Photocatalytic Systems Integrated with Adsorbents (2016)
  • 著者名/発表者名: 井出裕介
  • 学会等名: The 3rd Asian Clay Conference
  • 発表場所: Zhujiang Hotel ,Guangzhou,中国
  • 年月日: 2016-11-18
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] UNIQUE TiO2 PHOTOCATALYTIC SYSTEMS EXHIBITING UNPRECEDENTEDLY HIGH EFFICIENCY (2016)
  • 著者名/発表者名: IDE Yusuke
  • 学会等名: 26th IUPAC International Symposium on Photochemistry
  • 発表場所: Osaka City Central Public Hall(大阪府・中之島)
  • 年月日: 2016-04-03
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ありふれたSiO2やTiO2のスマートな高性能化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 井出裕介
  • 学会等名: 中央大学理工学研究科応用化学専攻 講演会
  • 発表場所: 中央大学後楽園キャンパス（東京都・後楽園）
  • 招待講演
• [学会発表] TiO2光触媒の高性能化のための材料設計と使用環境制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 井出裕介
  • 学会等名: 第27回フレッシュマンゼミナール（触媒学会）
  • 発表場所: 首都大学東京 南大沢キャンパス（東京都・南大沢）
  • 招待講演
• [学会発表] 二酸化炭素雰囲気下での化成品合成 (2016)
  • 著者名/発表者名: 井出裕介
  • 学会等名: CO2有効利用技術とビジネスの最新動向・展望
  • 発表場所: 連合会館(東京都・駿河台)
  • 招待講演
• [学会発表] Highly efficient and selective photocatalytic reactions with the aid of layered material additives (2015)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Ide
  • 学会等名: 7th Korean clay science society fall meeting
  • 発表場所: Wonjyu (Korea)
  • 年月日: 2015-10-16
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 層状ケイ酸塩およびチタン酸塩の新しい機能設計 (2015)
  • 著者名/発表者名: 井出裕介
  • 学会等名: 東海カンファレンス2015
  • 発表場所: 信州大学
  • 年月日: 2015-10-07
  • 招待講演
• [学会発表] 超高活性TiO2光触媒系創製のための革新的技術 (2015)
  • 著者名/発表者名: 井出裕介
  • 学会等名: 日本化学会「低次元系光機能材料研究会」第4回サマーセミナ
  • 発表場所: 志賀島
  • 年月日: 2015-09-25
  • 招待講演
• [学会発表] Ｌａｙｅｒｅｄ ｓｉｌｉｃａｔｅ ａｄｓｏｒｂｅｎｔ ａｓ ａｎ ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ ｐａｒｔｎｅｒ ｏｆ ａ ＴｉＯ２ ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔ ｆｏｒ ｈｉｇｈｌｙ ｅｆｆｃｉｅｎｔ ｇｒｅｅｎ ｆｉｎｅ－ｃｈｅｍｉｃａｌ ｓｙｎｔｈｅｓｅｓ (2015)
  • 著者名/発表者名: Ｙｕｓｕｋｅ Ｉｄｅ
  • 学会等名: Ｅｕｒｏｃｌａｙ２０１５
  • 発表場所: Ｅｄｉｎｂｕｒｇｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
  • 年月日: 2015-07-05
  • 国際学会
• [学会発表] Nano-additives to largely enhance the activity of conventional TiO2 photocatalysts (2015)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Ide
  • 学会等名: 2015 International conference on nanospace materials
  • 発表場所: Naional Tiwan University
  • 年月日: 2015-06-23
  • 国際学会
• [学会発表] 分子認識吸着材を利用したTiO2光触媒による有機物選択的酸化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 井出裕介
  • 学会等名: 第33回固体・表面光化学討論会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2014-12-16 – 2014-12-17
• [学会発表] ゼオライト転換法を応用して合成したマイクロポーラスチタネートナノファイバーの応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 井出裕介
  • 学会等名: 第30回ゼオライト研究発表会
  • 発表場所: タワーホール船堀
  • 年月日: 2014-11-26 – 2014-11-27
• [学会発表] 光触媒反応に及ぼす光触媒非活性マイクロポーラスチタネートナノファイバーの添加効果 (2014)
  • 著者名/発表者名: 井出裕介
  • 学会等名: 第114回触媒討論会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [図書] 二酸化炭素を利用した酸化チタン系光触媒による化成品合成 (2016)
  • 著者名/発表者名: 井出裕介
  • 総ページ数: 7
  • 出版者: S&T出版
• [図書] ナノ空間材料ハンドブック (2016)
  • 著者名/発表者名: 井出裕介
  • 総ページ数: 8
  • 出版者: NTS
• [産業財産権] 光触媒組成物、光触媒活性向上剤及び光触媒活性向上方法 (2015)
  • 発明者名: 井出裕介
  • 権利者名: 井出裕介
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2015-03-16
• [学会・シンポジウム開催] International Symporium on Chemistry of Layered Double Hydroxides and Related Layered Solids (2016)
  • 発表場所: Shinshu University(長野県・長野)