水分解用光触媒としての層状遷移金属酸化物ナノシートに関する研究

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21850009
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 機能物質化学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 前田 和彦 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教 (40549234)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2010
• キーワード: 触媒・化学プロセス / 新エネルギー / 水素 / ナノ材料 / 複合材料・物性

研究概要

厚さが1ナノメートル程度で、数百ナノから数マイクロメートル程度の側部長をもった層状金属酸化物ナノシートは、水を分解して水素と酸素を作り出す光触媒として有望な材料群である。本研究では、様々なナノシートを合成してその構造特性と光触媒活性の相関を調べることで、層の厚み及び歪みが光触媒活性に大きな影響を与えることを明らかとした。さらに、異種金属イオンドープ型ナノシートが、可視光で水を分解するポテンシャルを有した新しい光触媒材料であることを見出した。

研究成果

• [雑誌論文] Comparison of two- and three-layer restacked Dion-Jacobson phase niobate nanosheets as catalysts for photochemical hydrogen evolution (2009)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiko Maeda, Thomas E.Mallouk
  • 雑誌名: Journal of Materials Chemistry Vol.19,No.27 ページ: 4813-4818
  • 査読あり
• [学会発表] ペロブスカイト型ニオブ系酸化物ナノシートを用いた光水素生成反応 (2011)
  • 著者名/発表者名: 前田和彦、Thomas E.Mallouk
  • 学会等名: 第107回触媒討論会
  • 発表場所: 首都大学東京
  • 年月日: 2011-03-30
• [学会発表] 太陽光で水を分解して水素を製造する粉末光触媒の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 前田和彦
  • 学会等名: 応用物理学会シンポジウム「人工光合成」
  • 発表場所: 東北大学東京分館(招待講演)
  • 年月日: 2011-01-28
• [学会発表] 夢の化学反応、可視光水分解を可能にする新しい光触媒系の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 前田和彦
  • 学会等名: 材料化学システム工学討論会2010
  • 発表場所: 京都大学(招待講演)
  • 年月日: 2010-12-05
• [学会発表] Calcium Niobate Nanosheets as Catalytic Materials for Photochemical Hydrogen Evolution (2010)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiko Maeda、Thomas E.Mallouk
  • 学会等名: Materials Research Society (MRS) 2010 Fall Meeting
  • 発表場所: Hynes Convention Center, Boston, USA
  • 年月日: 2010-11-30
• [学会発表] ニオブ酸ナノスクロールを用いた色素増感型可視光水素生成反応 (2010)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiko Maeda、Thomas E.Mallouk
  • 学会等名: 第106回触媒討論会
  • 発表場所: ベルクラシック甲府
  • 年月日: 2010-09-16
• [学会発表] Hexaniobate nanoscrolls as building blocks for dye-sensitized hydrogen production from water under visible light irradiation (2010)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiko Maeda、Thomas E.Mallouk
  • 学会等名: The Sixth Tokyo Conference on Advanced Catalytic Science and Technology and The Fifth Asia Pacific Congress on Catalysis -TOCAT6/APCAT5
  • 発表場所: Sapporo Convention Center
  • 年月日: 2010-07-20
• [備考] 第106回触媒討論会若手優秀講演賞、2010年9月16日
• [備考] The Sixth Tokyo Conference on Advanced Catalytic Science and Technology and The Fifth Asia Pacific Congress on Catalysis - TOCAT6/APCAT5、Best Oral Presentation Award、2010年7月23日