2022 年度研究成果報告書

金属－塩複合材料を用いた金属酸化物ナノ材料の開発と応用

研究課題

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研究課題/領域番号	20K05660
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
審査区分	小区分36010:無機物質および無機材料化学関連
研究機関	信州大学
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)
研究期間 (年度)	2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード	金属‐塩複合材料 / ナノワイヤー / ナノロッド / 光触媒 / 酸化チタン / 酸化ニオブ
研究成果の概要	金属‐塩複合材料を用いた金属酸化物ナノ材料の作製法について検討を行い、ボールミルで作製されたチタン‐食塩複合材料を温和な条件下でアルカリ水に浸漬するだけで、チタン酸ナトリウムのナノワイヤー材料を作製することに成功した。更に、ニオブ‐食塩複合材料についても同様に反応を行ったところ、ニオブ酸ナトリウムのナノロッド材料が得られ、本作製法の一般性を明らかにした。続いて、得られた材料を酸処理後に不活性ガス下で焼成すると有色の粉末材料となり、それぞれがアルコールの空気酸化反応やオレフィンの空気酸化開裂反応の光触媒として機能することを明らかにした。
自由記述の分野	材料化学
研究成果の学術的意義や社会的意義	金属酸化物ナノ材料は、その優れた機能性により様々な分野で利用されているが、その作製方法は、対応する金属酸化物をアルカリ水中高温処理する水熱法が一般的である。この従来法は簡便であるが、高温条件を伴うため、生成物の結晶化が促進され肥大化すると共に、熱力学的に安定で反応性に乏しい材料が生成しやすい。これに対して本研究で得られたチタンやニオブのナノ材料は、金属と塩の複合材料を室温でアルカリ処理するだけで作製できるため、従来法とは異なり準安定構造を維持した活性に富む材料の作製が可能であり学術上極めて有用である。また新たな材料の創出は、新たな機能性の発現による社会への貢献が期待され、社会的意義も大きい。