| 研究課題/領域番号 |
19K05000
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| 研究機関 | 山梨大学 |
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研究代表者 |
宮嶋 尚哉 山梨大学, 大学院総合研究部, 准教授 (20345698)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 水熱処理 / ポーラスカーボン / ヨウ素 / モルフォロジー制御 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は，ポーラスカーボンのバルク形態とナノ空間の両モルフォロジーを同時かつ高度に制御可能な合成技術の確立と，その新たな用途拡大を図ることを目的とする。
今年度(研究2年目)は，各種多糖類とビーズ状のイオン交換樹脂を炭素前駆体に選定し，水熱及びハロゲン改質処理がそれら前駆体のモルフォロジー特性に及ぼす影響について検討した。
その結果，多糖類の水熱改質では，(1)シクロデキストリン(CD)とポリエチレングリコール(PEG)のCD/PEG包接化合物から球状ポーラスカーボンが合成でき，PEG由来の疑似容量増加の発現が見られたこと，(2)金属イオン吸着キトサンの水熱炭素化では，各金属イオンの化合物が炭素化過程で酸化助剤(賦活剤)として機能すること，(3)各担持金属種に応じた細孔径の異なるポーラスカーボンが誘導できること，が判明した。
一方，ビーズ状のイオン交換樹脂にヨウ素処理および炭素化することで，(4)ビーズ形態を維持したポーラスカーボンが誘導でき，陽イオン種に応じて細孔容量が変化すること，(5)陰イオン交換樹脂を用いると，陽イオン交換樹脂炭素体で発現する多孔性が失われ，硬質な非多孔性ガラス状炭素に転換されること，が明らかとなった。これらの研究成果について，関連学会および国際誌において発表を行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
今年度は，種々の高分子を出発原料に選定し，それら高分子の構造特性を生かした改質処理を行い，バルク/細孔の両モルフォロジー制御の最適化に必要な合成条件の絞り込みを行うことができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
引き続き，本手法による細孔/バルク形態の高精密化の検討と，各種水熱・炭素化反応のメカニズムの解明について総合的に評価を行い，本手法によるポーラスカーボンの構造制御の多様性について追究する。また，本合成物のガス・イオン吸着性能を評価し，新たな利用形態を探索する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
(理由)国際学会の事前登録とその諸経費を見込んでいたが，開催がキャンセルとなったことから繰越分が生じた。
(使用計画)次年度の本人および研究協力者2名(所属学生)の国内外の学会参加費ならびに旅費に追加計上する予定である。学会行動が制限された場合は，研究遂行に不可欠な高純度ガスや試薬の購入費に充てる予定である。
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