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2013 年度 実績報告書

新陳代謝機能を付与した光触媒による高効率環境浄化材料の創成

研究課題

研究課題/領域番号 24310063
研究機関公益財団法人神奈川科学技術アカデミー

研究代表者

高木 克彦  公益財団法人神奈川科学技術アカデミー, イノベーションセンター兼有機系太陽電池評価プロジェクト, 研究顧問兼プロジェクトリーダー (60023264)

研究分担者 酒井 宗寿  公益財団法人神奈川科学技術アカデミー, 有機系太陽電池評価プロジェクト, 研究員 (00392928)
中田 一弥  東京理科大学, 理工学部, 准教授 (70514115)
勝又 健一  東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 助教 (70550242)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード環境負荷低減 / 光触媒 / モノリス構造体
研究概要

銅の担持や窒素がドープされたTiO2モノリス構造体を各種作製し、光触媒機能の活性評価を行った。その際、500oCと700oCで焼成したTiO2モノリスの骨格表面をソルボサーマル法によりナノチューブ(TNT)化させた。TNT化させた試料は、比表面積が408 m2/gまで増加したことから、光触媒機能の活性向上に繋げることができた。一方、一般的なモノリス構造(細孔径が、サブミクロンスケール)は光散乱によって膜が白色化することから、セルフクリーニング膜としてそれを利用する際には白色の壁面などへの用途に限られた。それ故、モノリス構造の構造制御によって透明な有機モノリス膜の作製方法を確立し、色素を用いた膜構造の確認試験、および促進耐候性試験による新陳代謝機能の評価を行った。さらに、TiO2表面上で発現された光誘起超親水性の水分子の構造化の詳細な探求のため、中性子線解析を用いて分子配列を捉えることを試みた。

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

・モノリス構造体を3次元的に固定する方法についてはPEGなどの有機系樹脂をバインダーとして用いて明らかにした。しかし、骨格直接形成については実現しておらずH26年度に引き続き検討する。
・アルカリや酸性条件でモノリス構造体を処理することで比表面積を改善することが出来た。
・TiO2モノリスの骨格表面をソルボサーマル法によりナノチューブ(TNT)化させ比表面積を向上させることができた。

今後の研究の推進方策

・上記のように、モノリス構造体を3次元的に固定する方法で、骨格直接形成については実現しておらずH26年度に引き続き検討したい
・モノリス構造体をアルカリや酸性条件で処理して、比表面積を改善することが出来たが、詳細条件が明らかでないのでその点を検討する。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Comparative study of the impact and sliding behavior of water droplets on two different hydrophobic silane coatings2014

    • 著者名/発表者名
      A. Nakajima, T. Miyamoto, M. Sakai, T. Isobe, S. Matsushita
    • 雑誌名

      Appl. Surf. Sci

      巻: 305 ページ: 印刷中

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Visible-light-driven photodegradation of acetaldehyde gas catalyzed by aluminosilicate nanotubes and Cu(II)-grafted TiO2 composites2013

    • 著者名/発表者名
      K. Katsumata, X. Houa, M. Sakai, A. Nakajima, A. Fujishima, N. Matsushita, K. J.D. MacKenziee, Kiyoshi Okada
    • 雑誌名

      Applied Catalysis B: Environmental

      巻: 138 ページ: 243-252

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sliding of Water Droplets on Smooth Hydrophobic Silane Coatings with Regular Triangle Hydrophilic Regions2013

    • 著者名/発表者名
      A. Nakajima, Y. Nakagawa, T. Furuta, M. Sakai, T. Isobe, S. Matsushita
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 29 ページ: 9269-9275

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Factors Affecting UV-Induced Superhydrophilic Conversion of a TiO2 Surface2013

    • 著者名/発表者名
      A. V. Emeline, A. V. Rudakova, M. Sakai, T. Murakami, A. Fujishima
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C

      巻: 117 ページ: 12086-12092

    • 査読あり
  • [学会発表] Synthesis and Photocatalytic Activity of Porous TiO2 Monoliths2014

    • 著者名/発表者名
      Momoko Yamamoto, Ken-ichi Katsumata, Hiroko Takei, Munetoshi Sakai, Kazuya Nakata, Nobuhiro Matsushita, Katsuhiko Takagi, Kiyoshi Okada
    • 学会等名
      The 15th IUMRS-International Conference in Asia (IUMRS-ICA 2014)
    • 発表場所
      Fukuoka University, Fukuoka, Japan
    • 年月日
      20140824-20140830
  • [学会発表] ゾルゲル法により合成した酸化チタンモノリスの光触媒活性評価2014

    • 著者名/発表者名
      山本桃子、勝又健一、竹井寛子、酒井宗寿、中田一弥、松下伸広、高木克彦、岡田清
    • 学会等名
      第3回 JACI/GSCシンポジウム
    • 発表場所
      東京国際フォーラム
    • 年月日
      2014-05-22 – 2014-05-23
  • [学会発表] 有機モノリス構造体を利用した高液滴転落性を有する撥水性表面

    • 著者名/発表者名
      酒井宗寿、加藤智也、林美緒、中島章、藤嶋昭
    • 学会等名
      第20回記念シンポジウム「光触媒反応の最近の展開」
    • 発表場所
      東京大学
  • [学会発表] モノリス構造を有するTiO2の作製と光触媒活性評価

    • 著者名/発表者名
      山本桃子、勝又健一、岡田清、松下伸広
    • 学会等名
      第12回 無機材料合同研究会
    • 発表場所
      山梨大学 甲府キャンパス
  • [学会発表] 新陳代謝機能を有する透明セルフクリーニング膜の開発

    • 著者名/発表者名
      吉川弘大、中田一弥、酒井宗寿、寺島千晶、酒井秀樹、阿部正彦、藤嶋昭
    • 学会等名
      第20回記念シンポジウム「光触媒反応の最近の展開」
    • 発表場所
      東京大学

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公開日: 2015-05-28  

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