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2013 年度 実施状況報告書

垂直細孔配列メソ多孔体膜付着グラフェンナノ複合体/複合膜の創製

研究課題

研究課題/領域番号 24550170
研究機関独立行政法人産業技術総合研究所

研究代表者

王 正明  独立行政法人産業技術総合研究所, 環境管理技術研究部門, 上級主任研究員 (10356610)

研究分担者 久保 史織  独立行政法人産業技術総合研究所, 環境管理技術研究部門, 主任研究員 (20435770)
吉澤 徳子  独立行政法人産業技術総合研究所, エネルギー技術研究部門, 研究グループ長 (10358327)
キーワードグラフェン / シリカ / 規則性メソポア / サンドイッチ複合構造
研究概要

今年度において主に研究項目「合成手法の確立」に従事した。この研究項目においてメソポアのサイズ制御、PMS膜の厚み制御などを主たる目標とした。長鎖アルキル四級アンモニウム界面活性剤の鎖長を変化する(アルキル基の炭素数を変化する)ことによりメソポアのサイズ制御が可能であることが明らかとなった。反応温度、時間、組成比などの諸条件の中、反応時間が主にPMS膜の厚みに影響を与え、反応温度が3時間から1週間を変えることにより、膜厚が12nmから40nmまで制御可能であることが分かった。このように複合体の構造解析と共に垂直ポア配列が実現できる最適条件を探り出すことができるようになった。

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

他の研究エーフォートと兼ねて研究活動を進行しているが、当該研究について計画通りに実施できた。

今後の研究の推進方策

平成26年度において去年度研究成果を鑑みてポアサイズ制御の最適条件を更に確定する上で、研究項目「膜形成手法の確立」を推進する。異なる鎖長の界面活性剤の混合ミセルを適用することによりメソポアサイズを制御する。膜形成手法の確立として、まずは基板上にグラフェン層の被覆膜を作れるように、スピンコーテイングなどの手法を検討する。ここで、異なるタイプの基板を用い、基板の前処理条件、GOの溶液濃度などを検討し、基板上に広範囲にわたり均一に膜形成できる最適条件を決定する。また、GO溶液濃度や反復コーテイングなどの方法によりGOの厚みを制御する。次いで、グラフェンコーテイング基板上に界面活性剤と有機シリカ源の混合溶液を滴下し、直接スピニング、板挟み成長法を適用して、或いは基板を粉末合成溶液中に浸入することにより、グラフェン上に垂直ポア配列PMM膜を成長させる。ここでも組成比や反応温度・時間などを検討し最適な条件を探る。また、得られたグラフェン・垂直ポア配列PMM複合膜の電気伝導性などの物性解析も行う。

次年度の研究費の使用計画

雇用予定の研究補助員の雇用費用の大部分は他の予算で賄うことができたために、次年度使用額が生じた。
研究協力員の雇用費用、解析装置の作製・改修費用、構造解析ソフトウエアの購入費用などに使用する計画

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Quiescent hydrothermal synthesis of reduced graphene oxide-periodic mesoporous silica sandwich nanocomposites with perpendicular mesochannel alignments2014

    • 著者名/発表者名
      Zheng-Ming Wang, Noriko Yoshizawa, Katsunori Kosuge, Wendong Wang, Geoffrey A. Ozin
    • 雑誌名

      Adsorption

      巻: 20 ページ: 267-274

    • DOI

      10.1007/s10450-013-9584-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and Characterization of Mobile Crystalline Material-41 Doped with Titanium and Iron2014

    • 著者名/発表者名
      Bao-Wang Lu, Zheng-Ming Wang, Takahiro Hirotsu
    • 雑誌名

      Adsorption Science & Technology

      巻: 32(1) ページ: 13-22

    • DOI

      10.1260/0263-6174.32.1.13

    • 査読あり
  • [学会発表] Nanocomposites of Reduced Graphene Oxide and Periodic Mesoporous Silica with Vertically Aligned Mesochannels2013

    • 著者名/発表者名
      Z. -M. Wang, K. Kosuge, N. Yoshizawa, Wendong Wang, and G. A. Ozin
    • 学会等名
      第23回 日本MRS年次大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20131209-20131211
  • [学会発表] 炭素表面状態による規則性メソポーラスシリカ-グラフェンナノ複合構造変化2013

    • 著者名/発表者名
      王正明、小菅勝典、吉澤徳子、G. A. Ozin
    • 学会等名
      第27回日本吸着学会研究発表会
    • 発表場所
      千葉
    • 年月日
      20131121-20131122
  • [学会発表] Synthesis and Application of Nanocomposites of Reduced Graphene Oxide and Periodic Mesoporous Silica with Vertically Aligned Mesochannels2013

    • 著者名/発表者名
      Zheng-Ming Wang, Shigeru Kurosawa, Katsunori Kosuge, Shiori Kubo, Noriko Yoshizawa, Geoffrey A. Ozin
    • 学会等名
      11th International Conference on the Fundamentals of Adsorption (FOA11)
    • 発表場所
      アメリカ バルチモア
    • 年月日
      20130519-20130524
  • [学会発表] Synthesis and Characterization of Fe-Doped Ti-MCM-412013

    • 著者名/発表者名
      Bao-Wan Lu, Zheng-Ming Wang, Takahiro Hirotsu
    • 学会等名
      11th International Conference on the Fundamentals of Adsorption (FOA11)
    • 発表場所
      アメリカ バルチモア
    • 年月日
      20130519-20130524

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公開日: 2015-05-28  

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