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2023 年度 実績報告書

水中ラジカル反応を利用した新たな手法による光機能性金属酸化物ナノ構造の作製

研究課題

研究課題/領域番号 21K04823
研究機関北海道大学

研究代表者

張 麗華  北海道大学, 工学研究院, 准教授 (60719714)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワードナノ酸化物 / 水中結晶光合成 / ラジカル反応 / 活性酸素種 / 光機能性
研究実績の概要

In this work, we developed a submerged radical reactions method for the fabrication of metal nano oxides for photo functional applications. The radical reactions were generated by light illumination (UV, and visible light), ultrasound, and reactive oxygen species, and this method was applied for copper oxide, tungsten and molybdenum hydrate oxides nanoparticles fabrication.
For the copper oxide fabrication, both the reactive oxygen species (H2O2, HClO, and H2O2-HClO mixture) and light illumination could enhance the growth of the nano particles.
For the tungsten and molybdenum hydrate oxides, both H2O2 and UV light illumination are necessary for the crystal growth. H2O2 can dissolve the metals to obtain the metal ions solutions. UV light can promote the formation of nanocrystal nuclei. In addition, introducing heat energy by using infrared light illumination can accelerate the fabrication process.
The fabricated oxides show high specific capacitance by photoelectrochemical analysis, which indicate their photo-functional applications. In addition, the doped tungsten and molybdenum hydrate oxides show high solar light absorption, especially in the visible and infrared light range, which indicates their potential for all solar light applications.

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Submerged Photosynthesis of Molybdenum?Tungsten Nanostructures for Supercapacitor Application2023

    • 著者名/発表者名
      Lin Hsueh-I、Jeem Melbert、Zhang Lihua、Watanabe Seiichi
    • 雑誌名

      ACS Applied Nano Materials

      巻: 6 ページ: 8325~8334

    • DOI

      10.1021/acsanm.3c00572

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Defect Driven Opto‐Critical Phases Tuned for All‐Solar Utilization2023

    • 著者名/発表者名
      Jeem Melbert、Hayano Ayaka、Miyashita Hiroto、Nishimura Mahiro、Fukuroi Kohei、Lin Hsueh‐I、Zhang Lihua、Watanabe Seiichi
    • 雑誌名

      Advanced Materials

      巻: 35 ページ: 2305494

    • DOI

      10.1002/adma.202305494

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Synthesis of N/P-type semiconductor heterojunctions for FTO-based dye-sensitized solar cells by one-pot method2024

    • 著者名/発表者名
      孫 暁艶,奥村 清香,林 學毅,喩 哲晗,張 麗華,渡辺 精一
    • 学会等名
      2024年金属学会春期(第174回)講演大会
  • [学会発表] マルチ元素ナノ酸化物の一括水中結晶光合成2024

    • 著者名/発表者名
      林學毅,JEEM Melbert, 張麗華,渡辺精一
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2024年年会
  • [学会発表] Submerged Photosynthesis of TiO2-CuO Hetero-nanoparticles for the Solar Photoelectrolysis of Multiple Environmental Hazardous Substances2023

    • 著者名/発表者名
      Zhehan Yu, Shilei Zhu, Lihua Zhang, Seiichi Watanabe
    • 学会等名
      15th Pacific Rim Conference of Ceramic Societies (PACRIM15)
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication and Reaction Mechanism of Molybdenum and Tungsten Nano-Oxide Hydrate by Submerged Photosynthesis2023

    • 著者名/発表者名
      Lihua Zhang, Seiichi Watanabe
    • 学会等名
      The 16th Internation Workshop on Plasma Application and Hybrid Functionally Materials.
    • 国際学会
  • [学会発表] マルチ元素ナノ酸化物の一括水中結晶光合成2023

    • 著者名/発表者名
      林學毅,張麗華,渡辺精一
    • 学会等名
      令和5年度日本顕微鏡学会北海道支部学術講演会
  • [学会発表] 紫外・赤外光の同時利用による水中結晶光合成を用いたタングステン酸ナノ結晶の制御作製2023

    • 著者名/発表者名
      宮下弘渡,張麗華,渡辺精一
    • 学会等名
      令和5年度日本顕微鏡学会北海道支部学術講演会
  • [学会発表] 水中結晶光合成法により作製したタングステン酸の光電気化学的評価2023

    • 著者名/発表者名
      袋井 航平,林 學毅,張 麗華,渡辺 精一
    • 学会等名
      2023年金属学会秋期(第173回)講演大会
  • [学会発表] 水中結晶光合成を用いたワンポット光機能デバイス作製2023

    • 著者名/発表者名
      西村 真拓,張 麗華,渡辺 精一
    • 学会等名
      2023年金属学会秋期(第173回)講演大会
  • [学会発表] マルチ元素ナノ酸化物の一括水中結晶光合成2023

    • 著者名/発表者名
      林學毅,張 麗華,渡辺 精一
    • 学会等名
      2023年金属学会秋期(第173回)講演大会
  • [学会発表] 紫外・近赤外光の同時利用による水中結晶光合成を用いたタングステン酸ナノ結晶の制御作製2023

    • 著者名/発表者名
      宮下弘渡,張 麗華,渡辺 精一
    • 学会等名
      2023年金属学会秋期(第173回)講演大会
  • [産業財産権] 特許権2024

    • 発明者名
      渡辺 精一、張 麗華、熊井 宏樹
    • 権利者名
      渡辺 精一、張 麗華、熊井 宏樹
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2024-005312

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公開日: 2024-12-25  

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