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2012 年度 実績報告書

形態・構造が制御された金属ナノ粒子を駆使した高効率固体触媒の創製

研究課題

研究課題/領域番号 23760729
研究機関広島大学

研究代表者

荻 崇  広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30508809)

キーワード異方性金属ナノ粒子 / ポーラス粒子 / 中空粒子 / 金属固体触媒 / 噴霧プロセス / 液相法
研究概要

(1)酸化タングステン光触媒性能に及ぼす結晶子径と比表面積の相関性の調査
レアメタルであるタングステンの有効利用のため、光触媒性能へ及ぼす最適な比表面積と結晶子径を求めた。これにより、光触媒と結晶子径、比表面積の定量的関係を明らかにした。本研究では、温度、流体の速度を精密に制御できる新たな噴霧合成装置を作製し実験を実施した。その結果、同一の粒子外径(200nm)で、結晶子径を18~40nmで制御でき、さらに同一の結晶子径(30nm)で、粒子外径を50~839nmで制御可能となった。さらにこれらの触媒特性を評価することで、粒子径と触媒性能および結晶子径と触媒性能の相関性について定量的に評価をすることに成功した。
(2)白金担持カーボン系触媒の構造制御と合成プロセスの改良
白金担持カーボン触媒において、より比表面積が増大し導電率が高くなるカーボン材料の開発を目指し、中空ポーラス構造を持つカーボン材料および表面が窒素にドープされたカーボン材料を合成し、この後で白金ナノ粒子を担持することで触媒粒子の調製を行った。特に窒素がドープされたカーボンにより調製された触媒粒子の質量活性は、564 mA/mg-Ptであり、市販の触媒粒子の場合の220 mA/mg-Ptと比べて2.5倍高い結果が得られた。また、これまで2段階プロセスであった合成法を改良し、ワンステップでカーボン系触媒材料が合成できるプロセスを開発した。また触媒の耐候性についても評価を行い、市販の触媒粒子よりも優れた性能を示した。

  • 研究成果

    (26件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (11件) 図書 (3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Ultrahigh oxygen reduction activity of Pt/nitrogen-doped porous carbon microspheres prepared via spray-drying2013

    • 著者名/発表者名
      R Balgis, G. M. Anilkumar, S. Sago, T. Ogi, K. Okuyama
    • 雑誌名

      Journal of Power Sources

      巻: 229巻 ページ: 58-64

    • DOI

      DOI:10.1016/j.jpowsour.2012.11.143

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Control of cone-jet geometry during electrospray by an electric current2013

    • 著者名/発表者名
      A. Suhendi, M. Munir, A. Suryamas, A.B.D. Nandiyanto, T. Ogi, K. Okuyama
    • 雑誌名

      Advanced Powder Technology

      巻: 24巻 ページ: 532-536

    • DOI

      DOI:10.1016/j.apt.2012.10.009

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Agglomeration-free core-shell polystyrene/silica particles preparation using an electrospray method and additive-free cationic polystyrene core2013

    • 著者名/発表者名
      A. Suhendi, A. B. D. Nandiyanto, T. Ogi, K. Okuyama
    • 雑誌名

      Materials Letters

      巻: 91巻 ページ: 161-164

    • DOI

      DOI:10.1016/j.matlet.2012.09.041

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Towards Better Phosphor Design: Effect of SiO2 Nanoparticles on Photoluminescence Enhancement of YAG:Ce2013

    • 著者名/発表者名
      T. Ogi
    • 雑誌名

      ECS Journal of Solid State Science and Technology

      巻: 2 ページ: R91-95

    • DOI

      doi: 10.1149/2.021305jss

  • [雑誌論文] Mesopore-free Silica Shell with Nanometer-scale Thickness-controllable on Cationic Polystyrene Core2013

    • 著者名/発表者名
      A. B. D. Nandiyanto
    • 雑誌名

      Journal of Colloid and Interface Science

      巻: 28 ページ: 8616-24

    • DOI

      doi: 10.1016/j.jcis.

  • [雑誌論文] Direct synthesis of spherical YAG:Ce phosphor from precursor solution containing polymer and urea2012

    • 著者名/発表者名
      T. Ogi, A. B. D. Nandiyanto, W-N Wang, F. Iskandar, K. Okuyama
    • 雑誌名

      Chemical Engineering Journal

      巻: 210巻 ページ: 461-466

    • DOI

      DOI:10.1016/j.cej.2012.09.033

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Doughnut Magnesium Fluoride Nanoparticles Prepared by An Electron-beam Irradiation Method2012

    • 著者名/発表者名
      A. B. D. Nandiyanto, T. Ogi, K. Okuyama
    • 雑誌名

      Journal of Nanoparticle Research

      巻: 14巻 ページ: 1182

    • DOI

      DOI:10.1007/s11051-012-1182-0

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of Polymer Decomposition Temperature on the Formation of Rare-earth Free Boron Carbon Oxynitride Phosphors2012

    • 著者名/発表者名
      T. Ogi, F. Iskandar, A. B. D. Nandiyanto, W-N Wang, K. Okuyama
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Engineering of Japan

      巻: 45巻 ページ: 995-1000

    • DOI

      DOI:10.1252/jcej.12we138

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rapid in-situ synthesis of spherical microflower Pt/C catalyst via spray-drying for high performance fuel cell application2012

    • 著者名/発表者名
      R. Balgis, G. M. Anilkumar, S. Sago, T. Ogi, and K. Okuyama
    • 雑誌名

      Fuel Cells

      巻: 12巻 ページ: 665-669

    • DOI

      DOI:10.1002/fuce.201200070

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mesopore-free Hollow Silica Particles with Controllable Diameter and Shell Thickness via An Additive-free Synthesis2012

    • 著者名/発表者名
      A. B. D. Nandiyanto, Y. Akane, T. Ogi and K. Okuyama
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 28巻 ページ: 8616-8624

    • DOI

      DOI:10.1021/la301457v

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of a Colorless Suspension of TiO2 Nanoparticles by Nitrogen Doping and the Bead Mill Dispersion Process2012

    • 著者名/発表者名
      I. M. Joni
    • 雑誌名

      Industrial & Engineering Chemistry Research

      巻: 52 ページ: 547-555

    • DOI

      DOI: 10.1021/ie302179p

  • [学会発表] Aerosol Process for Materials Synthesis on the Use of Rare Metal2012

    • 著者名/発表者名
      荻 崇
    • 学会等名
      NEPTIS21(21th Nisshin Engineering Particle Technology International Seminar)
    • 発表場所
      金沢国際ホテル
    • 年月日
      20121202-20121205
  • [学会発表] 蛍光体微粒子材料の構造化と発光特性の制御に関する研究

    • 著者名/発表者名
      荻 崇
    • 学会等名
      化学工学会第78年回
    • 発表場所
      大阪大学
  • [学会発表] 自己組織化を利用した噴霧熱分解法による白金担持カーボンナノ構造体材料の合成

    • 著者名/発表者名
      荻 崇
    • 学会等名
      化学工学会第78年回
    • 発表場所
      大阪大学
  • [学会発表] 静電紡糸法を用いたナノファイバーの形態制御

    • 著者名/発表者名
      小野 瞳
    • 学会等名
      化学工学会高松大会
    • 発表場所
      高松
  • [学会発表] 微生物を用いたタングステン再資源化プロセスの開発

    • 著者名/発表者名
      坂本 裕馬
    • 学会等名
      化学工学会高松大会
    • 発表場所
      高松
  • [学会発表] 粒子構造制御による新機能付与とその応用展開-粒子の形を変える、粒子に穴をあける

    • 著者名/発表者名
      奥山 喜久夫
    • 学会等名
      日刊工業新聞社主催の材料特性向上と高品質化のための粉体設計入門
    • 発表場所
      大阪
  • [学会発表] Aerosol Material Processing for Energy and Environmental Application

    • 著者名/発表者名
      奥山 喜久夫
    • 学会等名
      第一回日中エアロゾルシンポジウム
    • 発表場所
      金沢
  • [学会発表] ナノ粒子材料への期待と応用

    • 著者名/発表者名
      荻 崇
    • 学会等名
      第三回京都SMI産学公連セミナー
    • 発表場所
      品川京大東京オフィス
  • [学会発表] 静電紡糸法によるナノファイバーの形態制御とエアフィルタへの応用

    • 著者名/発表者名
      小野 瞳
    • 学会等名
      第29回空気清浄とコンタミネーションコントロール研究大会
    • 発表場所
      早稲田大学
  • [学会発表] 微生物を用いた金属イオン含有液の液体清浄

    • 著者名/発表者名
      坂本 裕馬
    • 学会等名
      第29回空気清浄とコンタミネーションコントロール研究大会
    • 発表場所
      早稲田大学
  • [学会発表] 火炎噴霧法による酸化タングステン光触媒粒子の合成と性能特性

    • 著者名/発表者名
      荻 崇
    • 学会等名
      第29回空気清浄とコンタミネーションコントロール研究大会
    • 発表場所
      早稲田大学
  • [図書] エレクトロニクス用途におけるコンポジット材料の混練・コンパウンド技術と分散・界面制御フィラー活用技術、配合条件、装置の選定・使い方、分析・評価技術2013

    • 著者名/発表者名
      荻 崇
    • 総ページ数
      9
    • 出版者
      技術情報協会
  • [図書] “熱・光・水・汚れ・傷”による透明樹脂の劣化・変色対策とその評価2012

    • 著者名/発表者名
      荻 崇
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      技術情報協会
  • [図書] Nanoparticle synthesis, dispersion, and functionalization for industrial application2012

    • 著者名/発表者名
      M.M.Munir
    • 総ページ数
      5
    • 出版者
      Nanoparticle Technology Handbook
  • [備考] 熱流体材料工学

    • URL

      http://home.hiroshima-u.ac.jp/aerosol/

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公開日: 2014-07-24  

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