構造制御された高密度欠陥グラフェンの合成とその可視化

• 研究課題/領域番号: 26820348
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 触媒・資源化学プロセス
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 山田 泰弘 千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (90546780)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2015年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2014年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
• キーワード: グラフェン / 構造制御 / 5員環 / 7員環 / 窒素 / 芳香族化合物 / 脱水素 / Graphene / Defects / Pentagon / Heptagon / Nitrogen / XPS / TEM / Raman

研究成果の概要

黒鉛を一層にした構造を有するグラフェンは電極や触媒担体などへの応用が期待されている。本研究では、5、7員環や窒素を含む芳香族化合物を原料とし、脱水素反応のみを進行させ、原料の構造を維持した状態でグラフェンを合成することを試みた。そしてこのグラフェンを電子顕微鏡や種々の分光分析に計算を組み合わせて解析した。アズレンを原料として低温合成することにより、一般的な6員環のみからなるグラフェンとは異なるグラフェンを合成できた。含窒素グラフェンに関しては、特にフェナジンを使用することによって、1種類に近い含窒素官能基をグラフェンに導入できた。

研究成果

• [雑誌論文] Spectral change of simulated X-ray photoelectron spectroscopy from graphene to fullerene (2015)
  • 著者名/発表者名: J. Kim, Y. Yamada, M. Kawai, T. Tanabe, S. Sato
  • 雑誌名: Journal of Materials Science 巻: 50 号: 20 ページ: 6739-6747
  • DOI: 10.1007/s10853-015-9229-0
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Review for analyses of defects in carbon materials using X-ray photoelectron spectroscopy and computation (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Yamada, J. Kim, A. Fujimoto, S. Satoshi
  • 学会等名: Carbon 2016
  • 発表場所: Pennsylvania, USA
  • 年月日: 2016-07-10
  • 国際学会
• [学会発表] Knoevenagel condensation utilizing nitrogen-containing carbon materials (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Tanabe, Y. Yamada, S. Sato
  • 学会等名: Carbon 2016
  • 発表場所: Pennsylvania, USA
  • 年月日: 2016-07-10
  • 国際学会
• [学会発表] Analysis of carbon materials using X-ray photoelectron spectroscopy and calculation (2015)
  • 著者名/発表者名: 山田泰弘
  • 学会等名: 炭素材料学会年会
  • 発表場所: 関西大学, 大阪
  • 年月日: 2015-12-03
• [学会発表] 含窒素官能基を選択的導入した炭素材料の調製 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松尾晋太郎, 山田泰弘, 佐藤智司
  • 学会等名: 炭素材料学会年会
  • 発表場所: 福岡県大野城まどかぴあ
  • 年月日: 2014-12-10
• [学会発表] 含窒素グラフェンの合成と構造制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松尾晋太郎, 山田泰弘, 佐藤智司
  • 学会等名: 炭素材料学会年会
  • 発表場所: 福岡県大野城まどかぴあ
  • 年月日: 2014-12-08
• [備考] 研究成果
  • URL: http://chem.tf.chiba-u.jp/~y-yamada/publication.htm
• [備考] 経歴と研究成果
  • URL: http://www.eng.chiba-u.jp/outProfile.tsv?no=1427