酸化チタンナノ結晶化ガラスの透明光触媒材料への展開

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19569001
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 構造・機能材料
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 正井 博和 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教 (10451543)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• キーワード: ガラス / 結晶化ガラス / 酸化チタン

研究概要

酸化チタンナノ結晶が選択的に析出した透明な結晶化ガラスを創製した。高い屈折率を有するTiO_2結晶の析出サイズを制御することにより結晶化ガラスにおける透明性を達成した。TiO_2結晶化ガラスにおいて、準安定相であるアナターゼ相を選択的に結晶化させることに成功し、ガラスの化学組成と析出結晶相とに相関があることを見出した。一方、表面近傍の構造変化をパルスレーザーや化学処理により検討した。これらの結果より、本結晶化ガラスにおいて、透明光触媒材料への応用の可能性を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Surface crystallization of CaO-Bi_2O_3-B_2O_3-Al_2O_3-TiO_2 glass using IR furnace (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Masai, E. Kanamori, Y. Takahashi, T. Fujiwara
  • 雑誌名: Journal of Non-Crystalline Solids accepted
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of Bi-free TiO_2 nano-crystallized glass (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Masai, T. Toda, Y. Takahashi, T. Fujiwara
  • 雑誌名: Journal of Non-Crystalline Solids accepted
  • 査読あり
• [雑誌論文] Correlation between NIR emission and bismuth radical species of Bi_2O_3-containing aluminoborate glass (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Masai, Y. Takahashi, T. Fujiwara, T. Suzuki, T. Ohishi
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 106 ページ: 103523/1-103523/5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of Anatase Precipitated Glass-Ceramics Possessing High Transparency (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Masai, T. Toda, Y. Takahashi, T. Fujiwara
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 94 ページ: 151910/1-151910/3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Addition effect of SnO in optical property of Bi_2O_3-containing aluminoborate glass (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Masai, Y. Takahashi, T. Fujiwara
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 105 ページ: 083538/1-083538/4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of SnO addition on optical absorption of bismuth borate glass and photocatalytic property of the crystallized glass (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Masai, T. Fujiwara, H. Mori
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 92 ページ: 141902/1-141902/3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of metal nanocluster and nanoparticles in the CaO-Bi_2O_3-B_2O_3-Al_2O_3-TiO_2 glass by irradiation of XeCl pulsed laser (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Masai, S. Mizuno, T. Fujiwara, H. Mori, T. Komatsu
  • 雑誌名: Optics Express 16 ページ: 2614-2620
  • 査読あり
• [学会発表] TiO_2結晶化ガラスの結晶化挙動とその形態制御 (2010)
  • 著者名/発表者名: 正井博和, 金森英児, 戸田達也, 平川圭祐, 高橋儀宏, 藤原巧
  • 学会等名: 日本セラミックス協会2010年年会
  • 発表場所: 東京農工大学
  • 年月日: 2010-03-23
• [学会発表] TiO_2結晶化ガラスにおける結晶形態の評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 平川圭祐, 正井博和, 高橋儀宏, 藤原巧
  • 学会等名: 第48回セラミックス基礎科学討論会
  • 発表場所: 沖縄
  • 年月日: 2010-01-12
• [学会発表] 金属ナノ粒子含有ガラスの光学物性と結晶化挙動 (2009)
  • 著者名/発表者名: 正井博和, 高橋儀宏, 藤原巧
  • 学会等名: 第50回ガラスおよびフォトニクス材料討論会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2009-10-29
• [学会発表] Space selective crystallization using IR furnace (2009)
  • 著者名/発表者名: 正井博和, 金森英児, 高橋儀宏, 藤原巧
  • 学会等名: Crystallization-2009
  • 発表場所: イグアス (ブラジル)
  • 年月日: 2009-09-12
• [学会発表] チタニア結晶化ガラスの赤外線集光炉による表面結晶化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 金森英児, 正井博和, 高橋儀宏, 藤原巧
  • 学会等名: 第70回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2009-09-10
• [学会発表] Fabrication of TiO_2 nano-crystallized glass (2009)
  • 著者名/発表者名: 正井博和, 戸田達也, 高橋儀宏, 藤原巧
  • 学会等名: International conference on the Physics on Non-Crystalline Solids
  • 発表場所: イグアス (ブラジル)
  • 年月日: 2009-09-09
• [学会発表] 酸化ビスマスを含まない酸化チタン結晶化ガラスの作製 (2009)
  • 著者名/発表者名: 正井博和, 高橋儀宏, 藤原巧
  • 学会等名: 第55回応用物理学関連総合講演会
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2009-04-01
• [学会発表] ビスマスフリー酸化チタンナノ結晶化ガラスの作製 (2009)
  • 著者名/発表者名: 正井博和, 高橋儀宏, 藤原巧
  • 学会等名: 日本セラミックス協会2009年年会
  • 発表場所: 東京理科大学
  • 年月日: 2009-03-18
• [学会発表] Fabrication of TiO_2 nano-crystallized glass containing no Bi_2O_3 (2009)
  • 著者名/発表者名: 正井博和, 高橋儀宏, 藤原巧
  • 学会等名: 第47回セラミックス基礎科学討論会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2009-01-08
• [学会発表] Crystallization Behavior of MO_x-Doped CaO-Bi_2O_3-B_2O_3-Al_2O_3-TiO_2 glass (2008)
  • 著者名/発表者名: 正井博和, 金森英児, 高橋儀宏, 藤原巧
  • 学会等名: The 6th International Conference on Borate glasses, crystals and melts
  • 発表場所: 姫路
  • 年月日: 2008-08-20
• [学会発表] CaO-Bi_2O_3-B_2O_3-Al_2O_3-TiO_2ガラスにおける構造と光吸収特性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 正井博和, 立花伸浩, 高橋儀宏, 藤原巧, 小松高行
  • 学会等名: 第55回応用物理学関連総合講演会
  • 発表場所: 日本大学
  • 年月日: 2008-03-29
• [学会発表] 酸化チタン結晶化ガラスの作製と結晶化挙動 (2008)
  • 著者名/発表者名: 正井博和, 高橋儀宏, 藤原巧, 小松高行
  • 学会等名: 日本化学会第88春季年会 (2008)
  • 発表場所: 立教大学
  • 年月日: 2008-03-27
• [学会発表] SnO添加によるCaBBATガラスの透明性向上 (2008)
  • 著者名/発表者名: 立花伸浩, 正井博和, 高橋儀宏, 藤原巧
  • 学会等名: 日本セラミックス協会2008年年会
  • 発表場所: 長岡技術科学大学
  • 年月日: 2008-03-20
• [学会発表] チタニアナノ結晶化ガラスにおける結晶相と組成の検討 (2007)
  • 著者名/発表者名: 金森英児, 正井博和, 高橋儀宏, 藤原巧
  • 学会等名: 第62回応用物理学会東北支部学術講演会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2007-12-07
• [学会発表] ビスマスガラスの可視光域における透明性向上 (2007)
  • 著者名/発表者名: 正井博和, 高橋儀宏, 藤原巧, 小松高行
  • 学会等名: 第48回ガラスおよびフォトニクス材料討論会
  • 発表場所: 豊橋技術科学大学
  • 年月日: 2007-11-30
• [学会発表] CaO-Bi_2O_3-B_2O_3-Al_2O_3-TiO_2結晶化ガラスの透明性向上 (2007)
  • 著者名/発表者名: 正井博和, 藤原巧, 高橋儀宏, 森宏, 小松高行
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第20回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋工業大学
  • 年月日: 2007-09-12
• [学会発表] CaO-Bi_2O_3-B_2O_3-Al_2O_3-TiO_2ガラスの透明性向上と結晶化挙動 (2007)
  • 著者名/発表者名: 正井博和, 藤原巧, 坂本明彦, 瀬戸直
  • 学会等名: 第68回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 北海道工業大学
  • 年月日: 2007-09-06
• [学会発表] Fabrication of TiO_2 nano-crystallized glass (2007)
  • 著者名/発表者名: 正井博和, 高橋儀宏, 森宏, 藤原巧, 小松高之
  • 学会等名: International Congress on Glasses
  • 発表場所: ストラスブール (フランス)
  • 年月日: 2007-07-04
• [図書] セラミックス (2008)
  • 著者名/発表者名: 藤原巧, 高橋儀宏, 正井博和
  • 総ページ数: 1036-1041
• [図書] 未来材料 (2008)
  • 著者名/発表者名: 藤原巧, 正井博和
  • 総ページ数: 22-28
  • 出版者: NTS社
• [備考] ホームページ
  • URL: http://www.apph.tohoku.ac.jp/fujiwara-lab/
• [産業財産権] 結晶化ガラス及びそれを用いた光触媒部材 (2007)
  • 発明者名: 藤原巧, 正井博和, 坂本明彦, 瀬戸直
  • 権利者名: 藤原巧, 正井博和, 坂本明彦, 瀬戸直
  • 産業財産権番号: 特許特許出願2007-227847
  • 出願年月日: 2007-09-03