| 研究課題/領域番号 |
21K18823
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| 研究機関 | 豊橋技術科学大学 |
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研究代表者 |
河村 剛 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10548192)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| キーワード | 酸化鉄 / 光触媒 / 表面プラズモン共鳴 / ナノ多孔構造 |
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| 研究実績の概要 |
酸化鉄は安価で安全、かつ多量に採掘可能な素材であるため、有用な機能を付与できれば実用化に大変向いていると言える。そこで、酸化鉄をベースとしたナノ材料を作製し、高い光触媒・環境浄化性能を実現することを目的として、多様な形状・構造・組成を有する酸化鉄を液相法で合成した。共沈法や水熱合成法などを用いて、多様な形態の酸化鉄ナノ粒子の合成に成功した。さらに、助触媒やプラズモニックナノ粒子との複合化による、酸化鉄ナノ粒子ベースの複合材料も合成した。他にも、金属鉄基板の陽極酸化や熱酸化、水蒸気熱酸化によるナノ構造膜の作製も行い、その構造と特性を詳細に評価した。
光触媒性能や重金属吸着特性を評価するために、メチレンブルーやメチルオレンジなど様々な色素分子の光消色反応や、汚染水中からの6価クロムの除去性能を調べた。光触媒特性評価時には、pHの調整や酸化還元犠牲剤の使用、硫酸鉄の添加、使用する光源の変更などをすることで、多様な条件での光触媒特性を評価し、その反応メカニズムを調査した。6価クロム吸着量の調査でも同様にpHの調製が重要であったため、条件を振って性能の比較を行った。
結果として、特にプラズモニックナノ粒子を担持した酸化鉄ナノ粒子の系において、特性の向上が見られたため、その光触媒メカニズムの考察を行い、学会での発表を行った。酸化鉄ナノ構造膜の作製においても、多様な形態を再現性良く作製するプロセスの開発ができたため、複数の学会発表を行った。
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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
修士学生２名と学部学生１名に、本研究に深くかかわる研究テーマを与えて研究を実施しており、特にマンパワーが必要な合成プロセスの開発・検証が大きく進んだ。多様なナノ構造の作製とその構造評価において多くの成果が得られた。一方で、特に光触媒としての性能は大きな向上に至っておらず、引き続きの研究実施が必要である。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでの研究を発展的に継続することに加えて、論文発表に向けた不足データの取得とデータ整理を進める。夏頃までに論文を完成させ、年度内の公開を目指す。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
出張予定がオンラインに変更になった、オープンアクセス誌掲載料が想定よりもかからなかった、試薬等の適切な発注により消耗品の経費が抑えられた、などが重なり、次年度使用額が発生した。来年度は学会もほとんどが現地開催となるため、学生の参加も含めて積極的に参加したい。
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