ｐ／ｎ接合型鉄複合酸化物光触媒による水の完全分解

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23245036
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 環境関連化学
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 松本 泰道 熊本大学, 大学院自然科学研究科, 教授 (80114172)
• 連携研究者: 鯉沼 陸央 熊本大学, 大学院自然科学研究科, 講師 (70284742) ; 谷口 貴章 熊本大学, 大学院自然科学研究科, 助教 (50583415)
• 研究協力者: 立石 光 熊本大学, 大学院自然科学研究科, 学生 ; 畠山 一翔 熊本大学, 大学院自然科学研究科, 学生 ; 船津 麻美 熊本大学, 大学院自然科学研究科, 学生 ; ASRORI Mohamad Zainul 熊本大学, 大学院自然科学研究科, 学生 ; 亀井 雄樹 熊本大学, 大学院自然科学研究科, 学生 ; 緒方 盟子 熊本大学, 大学院自然科学研究科, 学生 ; 越川 誠 熊本大学, 大学院自然科学研究科, 学生 ; 岡澤 祐輝 熊本大学, 大学院自然科学研究科, 学生 ; 渡辺 裕祐 熊本大学, 大学院自然科学研究科, 学生
• 研究期間 (年度): 2011-05-31 – 2014-03-31
• キーワード: 高機能触媒 / 光触媒 / 鉄複合酸化物 / 可視光応答 / 水光分解 / ｐ／ｎ接合

研究概要

水を太陽光エネルギーを利用して分解し、燃料としての水素を得る目的のために、鉄複合酸化物光触媒に注目して水分解を目指して開発研究を行ってきた。初期の目的であったp/n接合型の鉄複合酸化物光触媒の直接合成は極めて難しい事がわかってきたので、様々なナノ混合物光触媒合成へ向けて研究してきた。その結果、鉄複合酸化物と混合する相手の酸化物、例えば酸化セリウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化グラフェンの合成に着手して、興味あるナノ構造体を得た。それらと鉄複合酸化物を混合し、色々な処理を施したが、高い活性の光触媒は得られなかった。しかしながら、これまでの研究から混合体の作製のヒントは得られた。

研究成果

• [雑誌論文] Metal permeation into multi-layered graphene oxide (2014)
  • 著者名/発表者名: Chikako Ogata、Michio Koinuma (以下6名)
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 4巻 ページ: 記事番号3647
  • DOI: 10.1038/srep03647
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nd^<3+>-doped perovskite nanosheets with NIR luminescence (2014)
  • 著者名/発表者名: Asami Funatsu、Takaaki Taniguchi (以下4名)
  • 雑誌名: Materials Letters 巻: 114巻 ページ: 29-33
  • DOI: 10.1016/j.matlet.2013.09.090
  • 査読あり
• [雑誌論文] A self-assembly route to an iron phthalocyanine/reduced graphene oxide hybrid electrocatalyst affording an ultrafast oxygen reduction reaction (2013)
  • 著者名/発表者名: Takaaki Taniguchi、Hikaru Tateishi (以下8名)
  • 雑誌名: Particle and Particle Systems Characterization 巻: 30巻、12号 ページ: 1063-1070
  • DOI: 10.1002/ppsc.201300177
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mass production of titanium oxide (Ti_2O_5^<2->) nanosheets using a soft, solution process (2013)
  • 著者名/発表者名: Asami Funatsu、Michio Koinuma、Takaaki Taniguchi (以下6名)
  • 雑誌名: RSC Advances 巻: 3巻、44号 ページ: 21343-21346
  • DOI: 10.1039/c3ra43730b
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of reduced graphene oxides by X-ray photoelectron spectroscopy and electrochemical capacitance (2013)
  • 著者名/発表者名: Michio Koinuma、Hikaru Tateishi (以下6名)
  • 雑誌名: Chemistry Letters 巻: 42巻、8号 ページ: 924-926
  • DOI: 10.1246/cl.130152
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrolytic graphene oxide and its electrochemical properties (2013)
  • 著者名/発表者名: Yasumichi Matsumoto、Hikaru Tateishi、Michio Koinuma (以下7名)
  • 雑誌名: Journal of Electroanalytical Chemistry 巻: 704巻 ページ: 233-241
  • DOI: 10.1016/j.jelechem.2013.06.012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced and engineered d^0 ferromagnetism in molecularly-thin zinc oxide nanosheets (2013)
  • 著者名/発表者名: Takaaki Taniguchi、Kazuhiro Yamaguchi (以下11名)
  • 雑誌名: Advanced Functional Materials 巻: 23巻、25号 ページ: 3140-3145
  • DOI: 10.1002/adfm.201202704
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ce-surfactant lamellar assemblies with strong UV/visible emission and controlled nanostructures (2012)
  • 著者名/発表者名: Takaaki Taniguchi、Makoto Echikawa (以下8名)
  • 雑誌名: Journal of Materials Chemistry 巻: 22巻、38号 ページ: 20358-20362
  • DOI: 10.1039/c2jm33265e
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photochemical engineering of graphene oxide nanosheets (2012)
  • 著者名/発表者名: Michio Koinuma、Chikako Ogata (以下12名)
  • 雑誌名: Journal of Physical Chemistry C 巻: 116巻、37号 ページ: 19822-19827
  • DOI: 10.1021/jp305403r
  • 査読あり
• [雑誌論文] Intense photoluminescence from ceria-based nanoscale lamellar hybrid (2012)
  • 著者名/発表者名: Takaaki Taniguchi、Yuki Sonoda (以下6名)
  • 雑誌名: ACS Applied Materials and Interfaces 巻: 4巻、2号 ページ: 1010-1015
  • DOI: 10.1021/am201613z
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of the electrochemical oxidation/reduction cycle on the electrochemical capacitance of graphite oxide
  • 著者名/発表者名: Hikaru Tateishi、Michio Koinuma(以下7名)
  • 雑誌名: Carbon 巻: (印刷中)
  • DOI: 10.1016/j.carbon.2014.04.034
  • 査読あり
• [学会発表] 酸化グラフェン/金属酸化物ナノシート複合化材料の合成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 船津麻美
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 愛知県名古屋市千種区、名古屋大学東山キャンパス
  • 年月日: 2014-03-29
• [学会発表] Iron atoms permeation phenomenon of graphene oxide interfaces (2014)
  • 著者名/発表者名: Mohamad Zainul Asrori
  • 学会等名: 1st International Symposium on Graphene Oxide
  • 発表場所: 熊本県熊本市、熊本大学工学部百周年記念館
  • 年月日: 2014-03-13
• [学会発表] Diffusion of Fe into graphene oxide interfaces (2013)
  • 著者名/発表者名: Mohamad Zainul Asrori
  • 学会等名: 5th International Conference on Recent Progress in Graphene Research (RPGR2013)
  • 発表場所: 東京都目黒区、東京工業大学大岡山キャンパス蔵前会館
  • 年月日: 2013-09-11
• [学会発表] 酸化グラフェン‐鉄フタロシアニンハイブリッド酸素還元触媒の作製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 立石光
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第26回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 長野県長野市、信州大学長野(工学)キャンパス
  • 年月日: 2013-09-04
• [学会発表] Synthesis and Magnetic Properties of Iron Oxidebased Nanoscale Lamellar Hybrid (2013)
  • 著者名/発表者名: Takaaki Taniguchi
  • 学会等名: The 11th International Conference on Ferrites (ICF11)
  • 発表場所: 沖縄県宜野湾市、沖縄コンベンションセンター
  • 年月日: 2013-04-16
• [学会発表] 光反応による酸化グラフェンでのナノポア生成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 亀井雄樹
  • 学会等名: 日本化学会秋季事業 第2回CSJ化学フェスタ(2012)
  • 発表場所: 東京都目黒区、東京工業大学大岡山キャンパス
  • 年月日: 20121014-07
• [学会発表] Photochemical Production of Nanopores and Proton Conduction in Graphene Oxide Nanosheets (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazuto Hatakeyama
  • 学会等名: The 5th International Workshop on Advanced Electrochemical Power Sources (WAEPS-5)
  • 発表場所: 熊本県熊本市、熊本大学黒髪南キャンパス
  • 年月日: 2012-11-17
• [学会発表] Fabrication of multifunctional graphene oxide electrodes by anodic oxidation method (2012)
  • 著者名/発表者名: Hikaru Tateishi
  • 学会等名: The 5th International Workshop on Advanced Electrochemical Power Sources (WAEPS-5)
  • 発表場所: 熊本県熊本市、熊本大学黒髪南キャンパス
  • 年月日: 2012-11-17
• [学会発表] 金属酸化物系発光ナノシートの作製検討及び特性評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 船津麻美
  • 学会等名: 2012年日本化学会西日本大会
  • 発表場所: 佐賀県佐賀市、佐賀大学本庄キャンパス
  • 年月日: 2012-11-10
• [学会発表] Reaction of graphene oxide in photoreduction process (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazuto Hatakeyama
  • 学会等名: The 7th International Student Conference on Advanced Science and Technologies (ICAST) Seoul 2012
  • 発表場所: 大韓民国ソウル特別市、ソウル市立大学校
  • 年月日: 2012-10-29
• [学会発表] Fabrication of multifunctional graphene oxide electrodes by anodic oxidation method (2012)
  • 著者名/発表者名: Hikaru Tateishi
  • 学会等名: The 7th International Student Conference on Advanced Science and Technologies (ICAST) Seoul 2012
  • 発表場所: 大韓民国ソウル特別市、ソウル市立大学校
  • 年月日: 2012-10-29
• [学会発表] ソフト溶液プロセスを用いた層状酸化チタン酸の作製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 岡澤祐輝
  • 学会等名: 第49回化学関連支部合同九州大会
  • 発表場所: 福岡県北九州市、北九州国際会議場
  • 年月日: 2012-06-30
• [学会発表] 希土類-界面活性剤ハイブリッド蛍光体の合成と再組織化によるナノ構造化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 越川誠
  • 学会等名: 第49回化学関連支部合同九州大会
  • 発表場所: 福岡県北九州市、北九州国際会議場
  • 年月日: 2012-06-30
• [産業財産権] 磁性ナノ層状体及びその製造方法 (2013)
  • 発明者名: 松本泰道、鯉沼陸央、谷口貴章
  • 権利者名: 松本泰道、鯉沼陸央、谷口貴章
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特許願2013-214742号
  • 出願年月日: 2013-10-15