研究課題
本年度では、極めて高いストロンチウム吸着特性を有する新たなチタン酸化物ナノワイヤーの合成法の開発に成功するとともに、低温において優れた酸素吸蔵放出能を有する酸化セリウムナノロッドの合成に成功した。１．脱合金化法を用いたチタン酸ナノ材料の開発研究チタン酸ナノワイヤーは重要な金属酸化物材料であり、多くの合成法や応用研究が報告されてきた。しかし従来の合成法は、不安定な原料や高温条件を必要とし、構造制御が困難なことから、より簡便な合成法が求められていた。そこで種々検討した結果、チタン－アルミニウム合金をアルカリ水溶液に浸すだけという極めて穏和な脱合金化法を用いてチタン酸ナトリウムナノワイヤーを合成することに成功した。この材料を用いて、ストロンチウムイオンの吸着実験を行ったところ、本材料は従来の水熱法で合成されたチタン酸ナトリウムナノワイヤーと比較し、約4倍の吸着量と300倍以上の吸着速度を持つことを明らかにした。２．脱合金化法を用いた酸化セリウムナノロッドの開発研究酸化セリウムは重要な金属酸化物材料であり、その酸素吸蔵放出能(OSC)は、現在の自動車用三元触媒において欠かせないものとなっている。しかし、酸化セリウムのOSC特性を発現するには通常400度以上の高温が必要である。しかし、近年のハイブリッド車の普及に伴い触媒温度は低下する傾向にあり、低温域にも対応可能な高い活性を持つ材料の開発が望まれている。今回、脱合金化法をセリウム－アルミニウム合金へと展開することで、酸化セリウムナノロッドの合成に成功した。得られたナノロッドは直径が5～7nmと非常に微細な構造をもち、またそれに伴いセリアナノロッドの中で最も大きな200 m2/g以上の比表面積を有している。本材料の酸素吸蔵放出能を評価した所、200度においては従来法で得られた材料の約5倍の活性を示した。
27年度が最終年度であるため、記入しない。
すべて 2016 2015 その他
すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 2件) 備考 (1件)
Adv. Mater.
巻: 28 ページ: 1467-1471
10.1002/adma.201504101
Nano Lett.
巻: 15 ページ: 2980-2984
DOI: 10.1021/nl504820c
Scientific Reports
巻: 5 ページ: 7799
DOI: 10.1038/srep07799
Chem. Commun.
巻: 51 ページ: 12764-12767
DOI: 10.1039/c5cc04856g
http://www.wpi-aimr.tohoku.ac.jp/asao_labo/
