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2009 年度 実績報告書

表面ナノ構造制御したポーラス薄膜による超親水性・疎水性界面の設計

研究課題

研究課題/領域番号 21656207
研究機関大阪大学

研究代表者

山下 弘巳  大阪大学, 工学研究科, 教授 (40200688)

研究分担者 森 浩亮  大阪大学, 工学研究科, 講師 (90423087)
亀川 孝  大阪大学, 工学研究科, 助教 (50525136)
大道 徹太郎  大阪大学, 工学研究科, 技術専門職員 (10379141)
キーワードメソポーラス / 親水性表面 / 薄膜 / 光触媒 / 疎水性表面 / 環境浄化 / メソ空間 / 水浄化
研究概要

表面ナノ構造を高次制御したメソポーラスシリカ薄膜に、シングルサイト光触媒を組み込むことで、既存の薄膜では成し得ない超親水性を示す新たな界面を設計し、防曇・防汚のための界面機能材料の開発を行った。さらに、薄膜の表面をポリマーや含フッ素化合物で修飾して疎水性表面に改質するなど、有機-無機ハイブリッド材料への展開も試みた。具体的な研究方法として以下の項目を段階的に行った。
1)表面規制メソ細孔を有するメソポーラスシリカ薄膜の調製:表面規制メソ細孔を有するメソポーラスシリカ薄膜を石英ガラス基板上に調製した。各種基板上を利用して薄膜合成時の構造規制剤テンプレートと合成条件を選択することで細孔のサイズと構造および表面化学特性を制御した。表面濡れ性について評価を行い、表面特性発現へのナノ細孔構造の影響を明確にした。
2)表面規制メソ細孔へのシングルサイト光触媒の固定:シングルサイト光触媒(孤立高分散した四配位酸化チタン種)は、メソポーラスシリカ薄膜の合成の際に原材料にチタン原料をブレンドすることで、メソ細孔の骨格内に組み込んだ。また、チタン以外にも、バナジウム、クロム、タングステンなどの光触媒特性を発揮する四配位酸化物種の添加も試みた。また、ポストシンセシス的な手法として合成したメソポーラスシリカの細孔内にCVD法、イオン交換法、原子層析出法によりシングルサイト光触媒を固定化した。さらに、申請者が独自に開発したシングルサイト光触媒支援光析出法によりナノサイズ金属触媒の固定化を行った。表面濡れ性、触媒特性について評価し、表面特性発現へのシングルサイト光触媒と金属ナノ触媒の影響を明確にした。

  • 研究成果

    (24件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (20件) (うち査読あり 20件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Coating of Transparent Ti-containing Mesoporous Silica Thin Films on Quartz and Aluminium Alloy Substrates for Fabrication of Highly Hydrophobic Surfaces2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Horiuch, H.Ura, H.J.Yoo, T.Kamegawa, K.Mori, H.Yamashita
    • 雑誌名

      ISIJ International 50

      ページ: 255-258

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct Synthesis of Water-dispersible FePt Nanoparticles Capped with L-Cystein2010

    • 著者名/発表者名
      K.Mori, Y.Kondo, H.Yamashita
    • 雑誌名

      Journal of Nanoscience and Nonotechnology 10

      ページ: 222-226

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Degradation of Organic Compounds on Ti0_2 photocatalysts prepared by a hydrothermal method in the presence of NH4F2009

    • 著者名/発表者名
      S.Kawasaki, K.Maki, S.Yuan, Y, Matsumura, K.Mori, H.Yamashita
    • 雑誌名

      Research on Chemical Intermediates 35

      ページ: 299-304

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Application of Microwave-assisted Deposition for the Synthesis of Noble Metal Particles on Ti-containing Mesoporous Silica2009

    • 著者名/発表者名
      S.Shironita, T.Takasaki, T.Kamegawa, K.Mori, H.Yamashita
    • 雑誌名

      Catalysis Letters 129

      ページ: 404-407

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tetragonal Distortion in Thermochromic Copper(II) Diamine Complexes Induced by the Fixation on Silica Surfaces and Their Catalytic Activities2009

    • 著者名/発表者名
      K.Mori, K.Kagohara, H.Yamashita
    • 雑誌名

      Topics in Catalysis 52

      ページ: 586-591

    • 査読あり
  • [雑誌論文] New Application of Photocatalysts : Synthesis of Nano-Sized Metal and Alloy Catalysts by a Photo-assisted Deposition Method2009

    • 著者名/発表者名
      K.Mori, T.Araki, T.Takasaki, S.Shironita, H.Yamashita
    • 雑誌名

      Photochemical & Photobiological Sciences, 8

      ページ: 652-656

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of Hydrophobic Zeolites Using Triethoxyfluorosilane and their Application for Photocatalytic Degradation of Acetaldehyde2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Kuwahara, T.Kamegawa, K.Mori, Y.Matsumura, H.Yamashita
    • 雑誌名

      Topics in Catalysis 52

      ページ: 643-648

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Hydroxyapatite-Zeolite Composite Material from Disposed Steel Slag and Investigation of Its Structural and Physicochemical Characteristics2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Kuwahara, T.Ohmichi, T.Kamegawa, K.Mori, H.Yamashita
    • 雑誌名

      Chemistry Letters 38

      ページ: 626-627

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of Thin Macroporous Ti0_2 Films Using PMMA Microspheres and Their Photoinduced Hydrophilicities2009

    • 著者名/発表者名
      T.Kamegawa, N.Suzuki, H.Yamashita
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Conference Series 38

      ページ: 610-611

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydrothermal synthesis of visible light sensitive vanadium doped Ti02 photocatalysts and their applications for the degradation of isobutanol diluted in water2009

    • 著者名/発表者名
      T.Kamegawa, K.Sugimura, K.Maki, K.Mori, H.Yamashita
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Conference Series 165

      ページ: 12-38

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of Core-shell Ti-containing Silica encapsulating FePt Particles as a Spherical Nanocatalyst2009

    • 著者名/発表者名
      K.Mori, K.Sugihara, Y.Kondo, H.Yamashita
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Conference Series 165

      ページ: 12-40

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Application of Microwave to the Synthesis of Nanosized Metal and Alloy Catalysts on Titanium Dioxide Supports2009

    • 著者名/発表者名
      S.Shironita, T.Takasaki, T.Kamegawa, K.Mori, H.Yamashita
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Conference Series 165

      ページ: 12-39

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Catalytically Active, Magnetically Separable, and Water-soluble FePt Nanoparticles Modified with Cyclodextrin for Aqueous Hydrogenation Reactions2009

    • 著者名/発表者名
      K.Mori, N.Yoshioka, Y.Kondo, T.Takeuchi, H.Yamashita
    • 雑誌名

      Green Chemistry 11

      ページ: 1337-1342

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of FePd Magnetic Nanoparticles Modified with Chiral BINAP Ligand as a Recoverable Catalyst Vehicle for the Asymmetric Coupling Reaction2009

    • 著者名/発表者名
      K.Mori, Y.Kondo, H.Yamashita
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics 11

      ページ: 8949-8954

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Supported Pd and PdAu nanoparticles on Ti-MCM-41 prepared by a photo-assisted deposition method as efficient catalysts for direct synthesis of H_2O_2 from H_2 and O_22009

    • 著者名/発表者名
      K.Mori, T.Araki, S.Shironita, J.Sonoda, H.Yamashita
    • 雑誌名

      Catalysis Letters 131

      ページ: 337-343

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Size-controlled Synthesis of Silver Nanoparticles on the Ti-containing Mesostructured Silica Thin Film and Photoluminescence Enhancement of Rhodamine 6G Dyes by the Surface Plasmon Resonance2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Horiuch, M.Shimada, T.Kamegawa, K.Mori, H.Yamashita
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry 19

      ページ: 6745-6749

    • 査読あり
  • [雑誌論文] New Route for the Preparation of Pd and PdAu Nanoparticles Using Photo-excited Ti-containing Zeolite as an Efficient Support Material and Investigation of Their Catalytic Properties2009

    • 著者名/発表者名
      K.Mori, Y.Miura, S.Shironita, H.Yamashita
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry 25

      ページ: 11180-11187

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A pH-induced Size Controlled Deposition of Colloidal Ag Nanoparticles on Alumina Support for Catalytic Application2009

    • 著者名/発表者名
      K.Mori, A.Kumami, M.Tomonari, H.Yamashita
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry C 113

      ページ: 16850-16854

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Novel Synthetic Route to Hydroxyapatite-zeolite Composite Material from Steel Slag : Investigation of Synthesis Mechanism and Evaluation of Physicochemical Properties2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Kuwahara, T.Ohmichi, T.Kamegawa, K.Mori, H.Yamashita
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry 19

      ページ: 7263-7272

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Degradation of Isobutanol Diluted in Water over Visible Light Sensitive Vanadium Doped TiO_2 Photocatalyst2009

    • 著者名/発表者名
      T.Kamegawa, J.Sonoda, K.Sugimura, K.Mori, H.Yamashita
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds 486

      ページ: 685-688

    • 査読あり
  • [学会発表] ナノ多孔体を利用するシングルサイト光触媒の設計と応用2009

    • 著者名/発表者名
      山下弘巳
    • 学会等名
      第104回触媒討論会
    • 発表場所
      宮崎大学(宮崎)
    • 年月日
      2009-09-29
  • [学会発表] ナノ多孔材料を利用する光触媒の設計と応用2009

    • 著者名/発表者名
      山下弘巳
    • 学会等名
      日本金属学会2009秋期(第145回)大会
    • 発表場所
      京都大学(京都)
    • 年月日
      2009-09-15
  • [学会発表] Design of Mesoporous Silica Thin Films Containing Single-site Photocatalysts and Their Superhydrophilic Properties2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Horiuchi, H.Ura, T.Kamegawa, K.Mori, H.Yamashita
    • 学会等名
      ZMPC2009
    • 発表場所
      早稲田大学(東京)
    • 年月日
      2009-08-03
  • [学会発表] Design of Nano-sized Pd andPdAu Catalysts by the Photo-assisted Deposition Method Using Single-site Photocatalyst2009

    • 著者名/発表者名
      H.Yamashita, Y.Miura, S.Shironita, T.Kamegawa, K.Mori
    • 学会等名
      6WCOC
    • 発表場所
      リール大学(フランス)
    • 年月日
      2009-07-06

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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