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2007 年度 研究成果報告書概要

金属酸化物ナノシートから金属酸化物半導体ナノチューブの創製と特性評価

研究課題

研究課題/領域番号 17310074
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 ナノ材料・ナノバイオサイエンス
研究機関香川大学

研究代表者

馮 旗  香川大学, 工学部, 教授 (80274356)

研究分担者 伊藤 寛  香川大学, 工学部, 教授 (60112249)
研究期間 (年度) 2005 – 2007
キーワードナノチューブ / 金属酸化物 / 金属水酸化物 / 半導体 / ナノシート / 層状化合物 / ソフト化学プロセス / 剥離反応
研究概要

本研究は、層状金属酸化物や層状金属水酸化物を剥離して得た金属酸化物や金属水酸化物ナノシートを出発原料として,金属酸化物や金属水酸化物半導体ナノチューブや一次元ナノ粒子等を合成するプロセスの開発を行った。層状マンガン酸化物ナノシートと陽イオン界面活性剤と反応させて合成したナノ複合体を水熱処理してマンガン酸化物ナノチューブやナノファイバー等の一次元ナノ材料の合成に成功した。合成したマンガン酸化物ナノチューブや一次元ナノ粒子等の組成構造解析を行い,ナノシートからナノチューブへの生成メカニズムを解明し、新規合成法として確立した。さらに合成した金属酸化物半導体ナノチューブや一次元ナノ粒子の電子特性,光学特性など物性測定を行った。これらの一次元ナノ材料は、n型半導体の特性を示し、バンドギャップが0.43eVであることを明らかにした。金属水酸化物ナノチューブを合成するため、まず、層状構造を有する遷移金属水酸化物の塩基性塩化合物の合成を行った。水酸化亜鉛や水酸化ニッケルを有機酸と水熱反応させることにより、一連の層状塩基性塩の合成に成功した。これらの層状金属水酸化物は、アルコール溶媒中で処理すると、金属水酸化物ナノシートに剥離することを始めて成功した。その剥離反応は、層間の有機酸イオンの種類や含有量などに依存する。剥離反応で合成した金属水酸化物ナノシートを乾燥処理することにより、ナノシートを巻き上げて金属水酸化物ナノチューブを合成することができた。層状チタン酸ナノシートを水熱処理して酸化チタンナノ粒子の合成を行った。生成した酸化チタンナノ粒子の形状は、反応溶液のpHに依存する。酸性溶液中では、ナノベルト状や薄い正方形のナノ粒子が生成し、中性溶液中では、ナノリーフ状の粒子が生成し、アルカリ性溶液中では、ナノチューブ状やナノシート状粒子が生成する。これらのナノ粒子は、特殊な結晶面を露出し、高い光触媒特性や色素吸着特性を示し、有望な色素増感型太陽電池材料である。

  • 研究成果

    (33件)

すべて 2008 2007 2006 2005 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (18件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Transformation of Layered Hydroxide Zinc Benzoate Nanosheets into ZnO Nanocrystals by Electron Beam Irradiation2008

    • 著者名/発表者名
      Lifang Zhao, Jianyjing Miao, Yutaka Iwasa, and Qi Feng
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan 116

      ページ: 657-660

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transformation of Layered Hydroxide Zinc Benzoate Nanosheets into ZnO Nanocrystals by Electron Beam Irradiation2008

    • 著者名/発表者名
      Lifang, Zhao, Jianyjing, Miao, Yutaka, Iwasa, Qi, Feng
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan Vol.116

      ページ: 657-660

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Transformation of Layered Titanate Nanosheets into Nanostructured Porous Titanium Dioxide in Polycation Solution2008

    • 著者名/発表者名
      Puhong, Wen, Weiping, Tang, Hiroshi, Itoh, Qi, Feng
    • 雑誌名

      Microporous & Mesoporous Materials

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Single Nanocrystals of Anatase-Type TiO_2 Prepared from Layered Titanate Nanosheets: Formation Mechanism and Characterization of Surface Properties2007

    • 著者名/発表者名
      Puhong Wen, Hiroshi Itoh, Weiping Tang, and Qi Feng
    • 雑誌名

      Langmuir 23

      ページ: 11782-11790

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Single Nanocrystals of Anatase-Type TiO2 Prepared from Layered Titanate Nanosheets : Formation Mechanism and Characterization of Surface Properties2007

    • 著者名/発表者名
      Puhong, Wen, Hiroshi, Itoh, Weiping, Tang, Qi, Feng
    • 雑誌名

      Langmuir Vol.23

      ページ: 11782-11790

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Hydrothermal Synthesis of Layered Hydroxide Zinc Benzoate Compounds and Their Exfoliation Reactions2006

    • 著者名/発表者名
      Jianying Miao, Mei Xue, Hiroshi Itoh, and Qi Feng
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry 16

      ページ: 474-480

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of nano-leaf-like single crystal of anatase-type TiO_2 by exfoliation and hydrothermal reactions2006

    • 著者名/発表者名
      Puhong Wen, Hiroshi Itoh, Qi Feng
    • 雑誌名

      Chemistry Letters 35

      ページ: 1226-1227

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydrothermal Synthesis of Layered Hydroxide Zinc Benzoate Compounds and Their Exfoliation Reactions2006

    • 著者名/発表者名
      Jianying, Miao, Mei, Xue, Hiroshi, Itoh, Qi, Feng
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry Vol.16

      ページ: 474-480

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Synthesis of nano-leaf-like single crystal of anatase-type TiO2 by exfoliation and hydrothermal reactions2006

    • 著者名/発表者名
      Puhong, Wen, Hiroshi, Itoh, Qi, Feng
    • 雑誌名

      Chemistry Letters Vol.35

      ページ: 1226-1227

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] 機能性セラミックス粉体の合成と粒子形状制御とその応用2005

    • 著者名/発表者名
      馮 旗
    • 雑誌名

      STEPねっとわーく(STEPテクノ情報) 11

      ページ: 42-43

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Synthesis and application of functional ceramic powders2005

    • 著者名/発表者名
      Qi, Feng
    • 雑誌名

      STEP Network(STEP Information) Vol.11 No.1

      ページ: 42-43

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Transformation of Layered Titanate Nanosheets into Nanostructured Porous Titanium Dioxide in Polycation Solution

    • 著者名/発表者名
      Puhong Wen, Weiping Tang, Hiroshi Itoh, and Qi Feng
    • 雑誌名

      Microporous & Mesoporous Materials (印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [学会発表] Synthesis and Morphology Control of Anatase Single Nanocrystals from Titanate Nanosheet Precursor2007

    • 著者名/発表者名
      Qi Feng, Puhong Wen, Hiroshi Itoh
    • 学会等名
      7th Pacific Rim Conference on Ceramic and Glass Technology
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 年月日
      20071100
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Synthesis and Morphology Control ofAnatase Single Nanocrystals from Titanate Nanosheet Precursor2007

    • 著者名/発表者名
      Qi, Feng, Puhong, Wen, Hiroshi, Itoh
    • 学会等名
      7th Pacific Rim Conference on Ceramic and Glass Technology
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 年月日
      20071100
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] Exfoliation Reactions of Layered Basic Metal Salts in Alcohol Solvents2007

    • 著者名/発表者名
      Qi Feng, Lifang Zhao, Utaka Iwasa, Hiroshi Itoh
    • 学会等名
      The 4th International Conference on Ion Exchange, ICIE'07
    • 発表場所
      Chiba, Japan
    • 年月日
      20071000
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Synthesis of Layered Hydroxide Nickel Benzoate Compounds and Their Exfoliation Reactions2007

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Kominami, Qi Feng
    • 学会等名
      The 4th International Conference on Ion Exchange, ICIE'07
    • 発表場所
      Chiba, Japan
    • 年月日
      20071000
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Synthesis of Single Nanocrystals of Titanium Dioxide with Controllable Morphology by Exfoliation and Hydrothermal Reactions2007

    • 著者名/発表者名
      Puhong Wen, Qi Feng
    • 学会等名
      The 4th International Conference on Ion Exchange, ICIE'07
    • 発表場所
      Chiba, Japan
    • 年月日
      20071000
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Synthesis of Single Nanocrystals of Titanium Dioxide with Controllable Morphology by Exfoliation and Hydrothermal Reactions2007

    • 著者名/発表者名
      Puhong, Wen, Qi, Feng
    • 学会等名
      The 4th International Conference on I Ion Exchange, ICIE'07
    • 発表場所
      Chiba,Japan
    • 年月日
      20071000
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] Synthesis of Anatase-type TiO_2 Nanocrystal from Titanate Nanosheets by Hydrothermal Reactions2007

    • 著者名/発表者名
      Qi Feng, Puhong Wen, and Hiroshi Itoh
    • 学会等名
      Joint 21st AIRAPT and 45th EHPRG International Conference on High Pressure Science and Technology
    • 発表場所
      Catania, Italy
    • 年月日
      20070900
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Synthesis of Anatase-type TiO2 Nanocrystal from Titanate Nanosheets by Hydrothermal Reactions2007

    • 著者名/発表者名
      Qi, Feng, Puhong, Wen, Hiroshi, Itoh
    • 学会等名
      Joint 21st AIRAPT and 45th EHPRG International Conference on High Pressure Science and Technology
    • 発表場所
      Catania, Italy
    • 年月日
      20070900
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] Interfacial interaction of semiconductor quantum dots with nanoparticles in solution2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Matsumoto; R. Kanemoto; N. Tsurumachi; S. Koshiba; Hiroshi Itoh; S. Nakanishi; T. Itoh; V. Biju; M. Ishikawa
    • 学会等名
      13th Microoptics Conference (MOC'07)
    • 発表場所
      Takamatsu, Kagawa, Japan
    • 年月日
      20070100
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Forster resonance energy transfer between CdSe-ZnS quantum dots in polymer film2007

    • 著者名/発表者名
      R. Kanemoto; Y. Matsumoto; N. Tsurumachi; Hiroshi Itoh; S. Koshiba; S. Nakanishi; V. Biju; M. Ishikawa
    • 学会等名
      13th Microoptics Conference (MOC'07)
    • 発表場所
      Takamatsu, Kagawa, Japan
    • 年月日
      20070100
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Optical properties of intercalated dye molecules intitanate nanosheets2007

    • 著者名/発表者名
      C. Dou; H. Okamoto; A. Kimura; Y. Harada; N. Tsurumachi; N. Takahashi; S. Nakanishi; H. Itoh; P. Wen; Q. Feng
    • 学会等名
      13th Microoptics Conference (MOC'07)
    • 発表場所
      Takamatsu, Kagawa, Japan
    • 年月日
      20070100
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Optical characteristics and electric conductivity of manganese oxide nano-fibers and nano-tubes2007

    • 著者名/発表者名
      N. Yoshimura; Y. Miyaoka; M. Yamano; A. Yoshimura; Q. Feng; M. Terabayashi; H. Miyagawa; N. Tsurumachi; S. Koshiba; S. Nakanishi; H. Itoh
    • 学会等名
      13th Microoptics Conference (MOC'07)
    • 発表場所
      Takamatsu, Kagawa, Japan
    • 年月日
      20070100
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Exfoliation Reactions of Layered Hydroxide Zinc Benzoate Compounds2006

    • 著者名/発表者名
      Qi Feng, Jianying Miao, Lifang Zhao, Puhong Wen
    • 学会等名
      International Symposium on Ion Exchange in Korea and 22nd Annual Meeting of Japan Association of Ion Exchange
    • 発表場所
      Seoul Korea
    • 年月日
      2006-10-20
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Transformation of manganese oxide nano-sheets into manganese oxide nano-tubes and nano-fibers by hydrothermal soft chemical process2006

    • 著者名/発表者名
      Qi Feng, Zhibin Tian, Yoshinori Kannabe, Riroshi Itoh
    • 学会等名
      Joint Meeting of 8th International Symposium on Hydrothermal Reactions and 7th International Conference on Solvo-Thermal Reactions
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      2006-08-07
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Synthesis of Titanium Oxide Nano-particles from Titanium Oxide Nano-sheets by Hydrothermal Soft Chemical Process2006

    • 著者名/発表者名
      Puhong Wen, Qi Feng
    • 学会等名
      Joint Meeting of 8th International Symposium on Hydrothermal Reactions and 7th International Conference on Solvo-Thermal Reactions
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      2006-08-07
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Transformation of manganese oxide nano-sheets into manganese oxide nano-tubes and nano-fibers by hydrothermal soft chemical process2006

    • 著者名/発表者名
      Qi, Feng, Zhibin, Tian, Yoshinori, Kannabe, Riroshi, Itoh
    • 学会等名
      Joint Meeting of Symposium on Hydrothermal Reactions and 7th International Conference on Solvo-Thermal Reactions(Invited lecture)
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      2006-08-07
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] Synthesis of manganese oxide nano-tubes and nano-fiber from manganese oxide nano-sheets2005

    • 著者名/発表者名
      Qi. Feng, Zhibin Tian, Yoshinori Kannabe, Naoto Sumida, and Hiroshi Itoh
    • 学会等名
      11th Asian Chemical Congress
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      20050800
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Synthesis of manganese oxide nano-tubes and nano-fiber from manganese oxide nano-sheets2005

    • 著者名/発表者名
      Qi, Feng, Zhibin, Tian, Yoshinori, Kannabe, Naoto, Sumida, Hiroshi, Itoh
    • 学会等名
      11th Asian Chemical Congress
    • 発表場所
      Seoul,korea
    • 年月日
      20050800
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [図書] 「ナノチューブ状物質の最新技術と応用展開」、第6章、4.マンガン酸化物ナノチューブの合成と応用。清水敏美、木島剛 編集2008

    • 著者名/発表者名
      馮旗
    • 総ページ数
      157-164
    • 出版者
      フロンティア出版
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [図書] 新材料シリーズ「無機ナノシートの科学と応用」、第一章、7、層状マンガン酸化物。黒田一幸、佐々木高義 監修2005

    • 著者名/発表者名
      馮旗、大井 健太
    • 総ページ数
      66-77
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [備考] 「研究成果報告書概要(和文)」より

    • URL

      http://www.ceda.kagawa-u.ac.jp/kudb/servlet/RefOutController?exeBO=WR4100RBO&monitorID=WR4100S&workType=detail&primaryKey=1000026855&kyoinID=&gyosekiNendo=null&secondaryKey=&dummyKyoinID=

URL: 

公開日: 2010-02-04  

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