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2013 年度 研究成果報告書

シングルサイト光触媒をプラットホームにする金属ナノ粒子の調製と応用

研究課題

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研究課題/領域番号 23360356
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 触媒・資源化学プロセス
研究機関大阪大学

研究代表者

山下 弘巳  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40200688)

研究分担者 森 浩亮  大阪大学, 工学研究科, 准教授 (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)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
キーワードシングルサイト光触媒 / 規則性ナノ多孔体 / メソポーラスシリカ / 金属ナノ粒子 / 合金触媒 / ワンポット反応 / 表面プラズモン共鳴
研究概要

サイズ・形状・組成が高次制御された金属ナノ粒子・合金ナノ粒子の固体表面上での創成は、活性な金属触媒を設計する上で不可欠な技術である。本研究では、規則性ナノ多孔体の壁面に孤立した遷移金属イオン種を組み込むことで、“シングルサイト光触媒”を調製した。“シングルサイト光触媒”を紫外光またはマイクロ波照射で選択励起し、その還元作用を利用してサイズと形の制御された種々の金属ナノ粒子・合金ナノ粒子を調製することに成功した。このようにして得られた金属ナノ粒子は種々の選択反応に高い触媒活性を示した。また、金属ナノ粒子の持つ表面プラズモン共鳴特性を活かすことでユニークな発光体・光触媒の開発にも成功した。

  • 研究成果

    (55件)

すべて 2014 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (16件) (うち査読あり 16件) 学会発表 (32件) (うち招待講演 17件) 図書 (4件) 備考 (1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Enhanced Activity and Selectivity in the One-pot Hydroxylation of Phenol by Pd/SiO_2 @Fe-containing Mesoporous Silica Core-shell Catalyst2014

    • 著者名/発表者名
      S. Ikurumi, S. Okada, K. Nakatsuka, T. Kamegawa, K. Mori, H. Yamashita
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry C

      巻: 118 ページ: 575-581

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of Metal Nanoparticles in metal Organic Framework NH 2 -MIL-125 by UV photo-assisted Methods for Optimized Catalytic Properties2014

    • 著者名/発表者名
      M. Martis, W. Meicheng, K. Mori, and H. Yamashita
    • 雑誌名

      Catalysis Today

      巻: (in press)

    • DOI

      10.1016/j.cattod.2014.02.046

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design and Functionalization of Photocatalytic System with Mesoporous Silica2014

    • 著者名/発表者名
      X. Qian, K. Fuku, Y. Kuwahara, T. Kamegawa, K. Mori, and H. Yamashita
    • 雑誌名

      ChemSusChem

      巻: (in press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Synthesis of Size- and Color-Controlled Silver Nanoparticles by Using Microwave Heating and their Enhanced Catalytic Activity by Localized Surface Plasmon Resonance2013

    • 著者名/発表者名
      K. Fuku, R. Hayashi, S. Takakura, T. Kamegawa, K. Mori, and H. Yamashita
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 52 ページ: 7446-7450

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of Single-site Ti-containing Mesoporous Silica with a Nanotube Architecture and its Enhanced Catalytic Activities2013

    • 著者名/発表者名
      T. Kamegawa, D. Yamahana, H. Seto, and H. Yamashita
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry A

      巻: 1 ページ: 891-897

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photocatalytic Reduction of CO_2 with H_2O on Various Titanium Oxide Photocatalysts2012

    • 著者名/発表者名
      K. Mori, H. Yamashita, and M. Anpo
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 2 ページ: 3165-3172

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhanced Hydrogenation Activity of Nano-sized Pd-Ni Bimetal Particles on Ti-containing Mesoporous Silica Prepared by Photo-Assisted Deposition2012

    • 著者名/発表者名
      K. Fuku, T. Sakano, T. Kamegawa, K. Mori, and H. Yamashita
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry

      巻: 41 ページ: 16243-16247

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of Size-controlled Copper-nanoparticle-supported Catalyst Using Rapid and Uniform Heating under Microwave Irradiation2012

    • 著者名/発表者名
      K. Fuku, S. Takakura, T. Kamegawa, K. Mori, and H. Yamashita
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 41 ページ: 614-616

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural Design of Pd/SiO_2 @Ti-Containing Mesoporous Silica Core-Shell Catalyst for Efficient One-Pot Oxidation Using in Situ Produced H_2O_22012

    • 著者名/発表者名
      S. Okada, S. Ikurumi, T. Kamegawa, K. Mori, and H. Yamashita
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry C

      巻: 116 ページ: 14360-14367

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Elaboration, Characterization and Properties of Silica-based Single-site Heterogeneous Photocatalysts2012

    • 著者名/発表者名
      M. Che, K. Mori, and H. Yamashita
    • 雑誌名

      Proceedings of the Royal Society A

      巻: 468 ページ: 2113-2128

    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Efficient Method for the Creation of a Superhydrophobic Surface : Ethylene Polymerization over Self-assembled Colloidal Silica Nanoparticles Incorporating Single-site Cr-oxide Catalysts2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Horiuchi, K. Fujiwara, T. Kamegawa, K. Mori, and H. Yamashita
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry

      巻: 21 ページ: 8543-8546

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Active Site Design in a Core-Shell Nanostructured Catalyst for a One-Pot Oxidation Reaction2011

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

      Chemistry - A European Journal

      巻: 17 ページ: 9047-9051

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Controlled Synthesis and Surface Hydrophilic Properties of Ti-Containing Mesoporous Silica Thin Films Using Various Structure-Directing Agents2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Horiuchi, H. Ura, T. Kamegawa, K. Mori, and H. Yamashita
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry C

      巻: 115 ページ: 15410-15415

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design of Single-Site Ti Embedded Highly Hydrophilic Silica Thin Films with Macro-Mesoporous Structures2011

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

      ACS Applied Materials & Interfaces

      巻: 3 ページ: 4561-4565

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design of Superhydrophobic Surfaces by Synthesis of Carbon Nanotubes over Co-Mo Nanocatalysts Deposited under Microwave Irradiation on Ti-containing Mesoporous Silica Thin Films2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Horiuchi, Y. Shimizu, T. Kamegawa, K. Mori, and H. Yamashita
    • 雑誌名

      Physical Chemistry & Chemical Physics

      巻: 13 ページ: 6309-6314

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and Unique Catalytic Performance of Single-site Ti-containing Hierarchical Macroporous Silica with Mesoporous Frameworks2011

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

      Langmuir

      巻: 27 ページ: 2873-2879

    • 査読あり
  • [学会発表] Design of Single-site Photocatalysts using Nanoporous Materials2014

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Yamashita
    • 学会等名
      One Day Workshop on Chemical Reactions at Surfaces and Interfaces
    • 発表場所
      Osaka Univ. (Osaka, Japan)
    • 年月日
      2014-01-20
    • 招待講演
  • [学会発表] ナノ多孔体を利用するシングルサイト光触媒・金属ナノ触媒の設計2013

    • 著者名/発表者名
      山下弘巳
    • 学会等名
      日本エネルギー学会関西支部 第58回研究発表会・石油学会関西支部 第22回研究発表会合同研究発表会
    • 発表場所
      近畿大学東大阪キャンパス(大阪)
    • 年月日
      2013-12-06
    • 招待講演
  • [学会発表] Catalytic Enhancement Using Localized Surface Plasmon Resonance of Ag Nanoparticles Deposited on Mesoporous Silica by Microwave Heating2013

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Yamashita
    • 学会等名
      The 9th Korea-Japan Symposium on Frontier Photoscience-2013 (KJFP2013)
    • 発表場所
      Seoul National University (Seoul, Korea)
    • 年月日
      2013-11-25
    • 招待講演
  • [学会発表] Efficient Photocatalytic Degradation of Organics Diluted in Water and Air Using TiO_2 Designed with Nanoporous Silica Materials2013

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Yamashita
    • 学会等名
      The 6th Asia-Pacific Congress on Catalysis (APCAT-6)
    • 発表場所
      Taipei International Convention Center (Taiwan)
    • 年月日
      2013-10-14
    • 招待講演
  • [学会発表] Catalytic enhancement using localized surface plasmon resonance of color-controlled Ag nanoparticles deposited on mesoporous silica under microwave2013

    • 著者名/発表者名
      Koujiro FUKU, Ryunosuke HAYASHI, Takashi KAMEGAWA, Kohsuke MORI, Hiromi YAMASHITA
    • 学会等名
      XIth European Congress on Catalysis (EuropaCat XI)
    • 発表場所
      Lyon Convention Center (France)
    • 年月日
      2013-09-04
  • [学会発表] ナノ構造制御した触媒の設計と機能開発2013

    • 著者名/発表者名
      山下弘巳
    • 学会等名
      第3回新機能無機物質探索研究センターシンポジウム
    • 発表場所
      東北大学多元物質科学研究所(宮城)
    • 年月日
      2013-08-19
    • 招待講演
  • [学会発表] Enhancement of Catalytic Performance in One-Pot Oxidation Reaction Using Pd/SiO_2 @Ti-Containing Mesoporous Silica Core-shell Type Catalyst2013

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Yamashita
    • 学会等名
      The Sixteenth International Symposium on Relations between Homogeneous and Heterogeneous Catalysis (ISHHC-16)
    • 発表場所
      Hokkaido Univ. (Japan)
    • 年月日
      2013-08-07
  • [学会発表] Enhancement of catalysis by the localized surface plasmon resonance of sizeand color-controlled Ag prepared using microwave and mesostructure2013

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Yamashita, Koujiro Fuku, Ryunosuke Hayashi, Takashi Kamegawa, Kohsuke Mori
    • 学会等名
      17th International Zeolite Conference (17th IZC)
    • 発表場所
      Congress Center of the Izmailvo complex (Moscow, Russia)
    • 年月日
      2013-07-08
  • [学会発表] Efficient one-pot oxidation reaction using Pd/SiO_2 @Ti-containing mesoporous silica core-shell type catalyst2013

    • 著者名/発表者名
      Shusuke Okada, Shohei Ikurumi, Takashi Kamegawa, Kohsuke Mori, and Hiromi Yamashita
    • 学会等名
      10th Congress on Catalysis Applied to Fine Chemicals (CAFC10)
    • 発表場所
      Abo Akademi University (Turku, Finland)
    • 年月日
      2013-06-16
  • [学会発表] Design and application of single-site Ti-containing macro-and meso-porous silica for selective oxidations2013

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Yamashita
    • 学会等名
      The 7th World Condress on Oxidation Catalysis (7th WCOC)
    • 発表場所
      Washington University (Missouri, USA)
    • 年月日
      2013-06-10
  • [学会発表] Design and applications of single-site Photocatalysts2013

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Yamashita
    • 学会等名
      MANA/NIMS-Osaka University Joint Symposium on Advanced Structural and Functional Materials Design 2013
    • 発表場所
      National Institute for Materials Science (NIMS) (Tsukuba, Japan)
    • 年月日
      2013-03-18
    • 招待講演
  • [学会発表] Design of single-site Ti-containing hierarchical porous silica and their applications in the epoxidation reactions2012

    • 著者名/発表者名
      Takashi Kamegawa, Norihiko Suzuki, Hiromi Yamashita
    • 学会等名
      15th International Congress on Catalysis
    • 発表場所
      International Congress Center Munich (Munich, Germany)
    • 年月日
      20120701-07
  • [学会発表] Enhancement of catalysis by localized surface plasmon resonance of color-controlled Ag prepared using microwave and mesopore structure2012

    • 著者名/発表者名
      Kojirou Fuku, Ryunosuke Hayashi, Takashi Kamegawa, Kohsuke Mori, and Hiromi Yamashita
    • 学会等名
      8th Handai Nanoscience and Nanotechnology International Symposium
    • 発表場所
      Osaka Univ. (Osaka, Japan)
    • 年月日
      2012-12-11
  • [学会発表] ナノ多孔体を利用するシングルサイト触媒・光触媒の設計と応用2012

    • 著者名/発表者名
      山下弘巳
    • 学会等名
      触媒学会西日本支部九州地区講演会
    • 発表場所
      九州工業大学戸畑キャンパス(福岡)
    • 年月日
      2012-11-13
    • 招待講演
  • [学会発表] Design and Applications of Single ‐ Site Photocatalysts using Nanoporous Materials2012

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Yamashita
    • 学会等名
      International Conference on Emerging Advanced Nanomaterials (ICEAN)
    • 発表場所
      The University of Queensland (Brisbane, Australlia)
    • 年月日
      2012-10-24
  • [学会発表] ナノ構造制御による超親水性・超撥水性表面の設計2012

    • 著者名/発表者名
      山下弘巳
    • 学会等名
      第110回触媒討論会
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス(福岡)
    • 年月日
      2012-09-24
  • [学会発表] Application of Photocatalyst Designed Using Nanoporous Materials2012

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Yamashita
    • 学会等名
      2012OPU-KIST-ECUST Joint Symposium on Advanced Materials and their Applications
    • 発表場所
      Osaka Prefecture Univ. Conference Hall (Osaka)
    • 年月日
      2012-09-10
  • [学会発表] Design of Super Hydrophilic and Hydrophobic Surfaces Using Nanostructured Thin Film Photocatalysts2012

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Yamashita
    • 学会等名
      The International Symposium on Photocatalysis
    • 発表場所
      Kyoto Univ.(Kyoto, Japan)
    • 年月日
      2012-07-19
    • 招待講演
  • [学会発表] Single-site Photocatalysts Designed Using Nano-porous Materials2012

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Yamashita, Kohsuke Mori, Takashi Kamegawa, Shusuke Okada, and Kojiro Fuku
    • 学会等名
      The First International Conference on Photocatalysis and Solar Energy Conversion : Development of Materials and Nanomaterials
    • 発表場所
      Deajeon Convention Center (Daejeon, Korea)
    • 年月日
      2012-05-31
    • 招待講演
  • [学会発表] シングルサイト Ti 種を含有した高次ナノ構造多孔性シリカの触媒反応特性2012

    • 著者名/発表者名
      亀川孝, 鈴木紀彦, 山下弘巳
    • 学会等名
      第109回触媒討論会
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス(東京)
    • 年月日
      2012-03-28
  • [学会発表] シングルサイト Ti 種を含有した高次ナノ構造多孔性シリカの液相酸化触媒反応特性2012

    • 著者名/発表者名
      亀川孝, 鈴木紀彦, 山下弘巳
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(神奈川)
    • 年月日
      2012-03-25
  • [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2012

    • 著者名/発表者名
      山下弘巳
    • 学会等名
      第10回太陽エネルギー化学研究センターシンポジウム
    • 発表場所
      大阪大学(大阪)
    • 年月日
      2012-02-03
    • 招待講演
  • [学会発表] 光触媒の設計と応用2011

    • 著者名/発表者名
      山下弘巳
    • 学会等名
      第4回次世代光触媒応用研究会
    • 発表場所
      長野市ものづくり支援センター(長野)
    • 年月日
      2011-11-22
    • 招待講演
  • [学会発表] Design and Applications of Single-site Photocatalysts Using Nano-porous Materials2011

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Yamashita, Kohsuke Mori, Takashi Kamegawa, Shusuke Okada, and Kojiro Fuku
    • 学会等名
      The 16th International Conference on TiO_2 Photocatalysis : Fundamentals and Applications
    • 発表場所
      Town&Country Resort (San Diego, USA)
    • 年月日
      2011-11-09
    • 招待講演
  • [学会発表] Design and Applications of Single-site Photocatalysts2011

    • 著者名/発表者名
      山下弘巳
    • 学会等名
      Global Frontiers in Catalysis and Adsorption Symposium
    • 発表場所
      Inha University (Incheon, Korea)
    • 年月日
      2011-10-27
    • 招待講演
  • [学会発表] ナノ細孔材料を利用するシングルサイト光触媒の設計と応用2011

    • 著者名/発表者名
      山下弘巳
    • 学会等名
      元素戦略ワークショップ「ケイ素酸素系機能材料の応用」
    • 発表場所
      早稲田大学(東京)
    • 年月日
      2011-10-12
  • [学会発表] Applications of Single-site Photocatalysts Designed Using Nanoporous Materials2011

    • 著者名/発表者名
      山下弘巳
    • 学会等名
      The 6th National Conference on Environmental Chemistry
    • 発表場所
      Shanghai University (Shanghai, China)
    • 年月日
      2011-09-23
    • 招待講演
  • [学会発表] ナノ構造制御によるマテリアルの創成と新規機能探索 : 光触媒・ナノ触媒・光機能薄膜への応用2011

    • 著者名/発表者名
      山下弘巳
    • 学会等名
      第2回ナノ理工学情報交流会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪)
    • 年月日
      2011-08-03
    • 招待講演
  • [学会発表] シングルサイト光触媒の設計と応用2011

    • 著者名/発表者名
      山下弘巳
    • 学会等名
      第196回応用セラミックス研究所講演会第28回ソフト溶液プロセス研究会講演会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京)
    • 年月日
      2011-07-20
    • 招待講演
  • [学会発表] シングルサイト触媒・光触媒の設計と応用2011

    • 著者名/発表者名
      山下弘巳
    • 学会等名
      躍するナノ触媒-21世紀の人間生活を豊かにする小さな主役-
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫)
    • 年月日
      2011-07-08
    • 招待講演
  • [学会発表] Design of Single-site Ti-containing Hierarchical Porous Silica Materials with Enhanced Catalytic Performances2011

    • 著者名/発表者名
      Takashi Kamegawa, Norihiko Suzuki, and Hiromi Yamashita
    • 学会等名
      North American Catalysis Society 22nd North American Meeting (22nd NAM)
    • 発表場所
      Detroit Marriott Hotel (Detroit, USA)
    • 年月日
      2011-06-08
  • [学会発表] Preparation of Single-site Ti-containing Siliceous Materials with 3D Hierarchical Porous Structure and their Unique Catalytic Activities2011

    • 著者名/発表者名
      Takashi Kamegawa, Norihiko Suzuki, and Hiromi Yamashita
    • 学会等名
      The 13th Korea-Japan Symposium on Catalysis
    • 発表場所
      The 13th Korea-Japan Symposium on Catalysis
    • 年月日
      2011-05-24
  • [図書] ナノ多孔体を用いたシングルサイト光触媒の設計と反応特性2013

    • 著者名/発表者名
      亀川孝,山下弘巳 (共著)
    • 出版者
      情報技術協会
  • [図書] Solar Energy Conversion Using Single-site Photocatalysts, New and Future Developments in Catalysis, in Solar Photocatalysis2013

    • 著者名/発表者名
      亀川孝,山下弘巳 (共著)
    • 出版者
      Elsevier
  • [図書] エレクトロニクス・エネルギー分野における超撥水・超親水化技術2012

    • 著者名/発表者名
      山下弘巳
    • 出版者
      情報技術協会
  • [図書] 触媒調製ハンドブック:シングルサイト光触媒( Ti- ゼオライト・メソ多孔体)2011

    • 著者名/発表者名
      亀川孝,森浩亮,山下弘巳 (共著)
    • 総ページ数
      484-485
    • 出版者
      NTS
  • [備考]

    • URL

      http://www.mat.eng.osaka-u.ac.jp/msp1/MSP1-HomeJ.htm

  • [産業財産権] 遷移金属成分および界面活性剤がメソ細孔に担持された多孔体,およびそれを用いた 6 員脂環族ケトン化合物の製造方法2013

    • 発明者名
      森浩亮,山下弘巳,古林賢,岡田周祐
    • 権利者名
      大阪大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2012-086565
    • 出願年月日
      2013-02-14
  • [産業財産権] 撥水性薄膜およびその製造方法2011

    • 発明者名
      亀川孝,山下弘巳ら
    • 権利者名
      大阪大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2011-243722
    • 出願年月日
      2011-11-07

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公開日: 2015-06-25  

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