| 研究課題/領域番号 |
20K05660
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| 研究機関 | 信州大学 |
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研究代表者 |
浅尾 直樹 信州大学, 学術研究院繊維学系, 教授 (60241519)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | ニオブ / 光触媒 / ナノワイヤー |
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| 研究実績の概要 |
昨年度は、チタン金属粒子と食塩粉末の混合物をボールミルで粉砕して得られた粉体から酸化チタンナノワイヤーを作製し、本材料が可視光応答光触媒として機能することを見出している。今年度は本手法が他金属にも適用可能であるかを検討するため、新たにニオブ金属を原料とする光触媒の開発を行った。昨年度得られた知見を踏まえ、ニオブ金属粒子と食塩粉末を種々の比率で混合しボールミルで粉砕したところ、いずれの場合も黒色粉体が得られた。粉末X線回折パターンを測定したところ、ニオブ金属と食塩のパターンのみが得られた。得られた材料を水酸化ナトリウム水溶液で処理したところ白色の粉体となり、これに対しTEMによる微細構造観察を行ったところ、ナノワイヤー構造を有することがわかった。次にこのワイヤー材料を酸処理して不活性ガス下で焼成したところ、灰色の粉末に変化した。TEM観察の結果、焼成前のナノワイヤー構造が焼成後も維持されていることが分かった。本材料の紫外可視光吸収について調べたところ、焼成前後で可視光吸収が大きく増加することが分かった。そこで、本材料を光触媒としてスチレン誘導体の空気酸化反応に利用したところ、青色LED照射によってスチレン誘導体のオレフィン部位が酸化的に開裂し、選択的にアルデヒド体やケトン体が得られることがわかった。以上の結果より、食塩を用いる本手法がチタン酸化物だけではなく、ニオブ酸化物のナノ材料作製にも利用でき、新たな可視光応答光触媒の開発に利用できることが明らかになった。
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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
計画通り、ニオブ金属粉末からニオブ酸塩ナノワイヤーを作製することに成功した。また、得られた材料を酸処理した後に焼成して灰色のニオブ酸化物ナノワイヤーにしたところ、本材料がスチレン誘導体のオレフィン部位の空気酸化反応に有効であることを見出した。
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究でこれまでに作製に成功した酸化チタンナノワイヤーや酸化ニオブナノワイヤーの光触媒機能を様々な反応系に適用して、その有用性を明らかにするとともに、本材料に金属微粒子を担持するなど工夫をして、その触媒活性への影響を検討する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
コロナ禍により、予定していた国内旅費を予定通り執行することができなかったため。未執行額は、翌年度に必要試薬や消耗品の購入に利用する。
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