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2014 年度 実績報告書

遷移金属酸化物・窒化物の階層化複合ナノ構造の構築と機能設計

研究課題

研究課題/領域番号 25288108
研究機関広島大学

研究代表者

犬丸 啓  広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80270891)

研究分担者 片桐 清文  広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30432248)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードナノ構造 / メソポーラス材料 / 光触媒 / ナノ複合体
研究実績の概要

メソポーラスシリカ-粒子複合体の設計コンセプトをより発展させるため、複合化する粒子を二種類以上用いたナノ構造の構築を行った。具体的には、光触媒である酸化チタン微粒子と、磁性粒子である酸化鉄ナノ粒子を、同時にメソポーラスシリカで包含した複合構造を構築した。磁性粒子間に相互作用があるせいか、従来の簡便な複合体合成法では磁性粒子がメソポーラスシリカの外部に凝集してしまったが、合成法を種々検討した結果、メソポーラスシリカが酸化鉄ナノ粒子をうまく包含した複合体の合成に成功した。さらに、酸化チタン微粒子と磁性ナノ粒子を同時にメソポーラスシリカにより包含することに成功した。この複合体は、水中有機物の光触媒分解反応において、酸化チタン微粒子単味と比べて加速された光触媒活性を示し、さらに磁性粒子の効果により、磁場による回収が可能であった。このように異なる機能を持つ微粒子を同時にメソポーラスシリカで包含することにより、多様な機能を同時にメソポーラスシリカに付与した複合体を実現できることを示した。
メソポーラス酸化物と過塩素酸リチウムを複合化させた材料について、リチウムイオン伝導特性を調べた。メソポーラス酸化物の表面物性を反映して、リチウムイオン伝導の特性が系統的に変化することを見出した。
以上のように、メソポーラス材料のナノ複合構造の機能化に関して、その設計コンセプトを拡張することができた。

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

ナノ複合構造の機能設計に関し、新たな展開が見えつつある。

今後の研究の推進方策

引き続き、ナノ構造の構築と機能開拓を行う。初年度、昨年度の成果を踏まえ、ナノ構造中で電子、ホールをやり取りする階層構造、化合物の設計学理に近づくべく、最終年度の展開に注力する。

次年度使用額が生じた理由

最終年度に向けて,研究資金を有効に使うため,柔軟な予算執行を心掛けてきた.その結果,基金分の一部を最終年度に振り分けることになった.研究をさらに推進するために次年度に有効活用する.

次年度使用額の使用計画

発展的に次に繋がる成果を最終年度で得るために,必要なところに必要な額を執行できる態勢になったと考えている.柔軟な予算執行により,研究資金の実効性を高める努力を継続する.

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Enhanced photocatalytic activity of Pt/WO3 photocatalyst combined with TiO2 nanoparticles by polyelectrolyte-mediated electrostatic adsorption2015

    • 著者名/発表者名
      Tomomi Ohashi, Takashi Sugimoto, Kaori Sako, Shinjiro Hayakawa,Kiyofumi Katagiri, Kei Inumaru
    • 雑誌名

      Catal. Sci. Technol.

      巻: 5 ページ: 1163-1168

    • DOI

      10.1039/c4cy01075b

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 細孔径の異なるメソポーラスシリカを用いたアミノ基修飾体のCO2吸着特性2015

    • 著者名/発表者名
      白川真也、西川拓弥、犬丸啓
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2015年年会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山)
    • 年月日
      2015-03-18 – 2015-03-20
  • [学会発表] TiO2とFe3O4の複数種ナノ粒子をメソポーラスシリカで包含した複合体の合成と機能2015

    • 著者名/発表者名
      阿久根隆之、片桐清文、犬丸啓
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2015年年会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山)
    • 年月日
      2015-03-18 – 2015-03-20
  • [学会発表] メソポーラスシリカ-SrTiO3ナノキューブ複合光触媒の合成およびCO2光還元反応2015

    • 著者名/発表者名
      大橋智実、三好佑樹、片桐清文、犬丸啓
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会
    • 発表場所
      西船橋(千葉)
    • 年月日
      2015-03-18 – 2015-03-20
  • [学会発表] ZrO2系ナノ触媒の合成とCO2 からの炭酸ジメチル合成反応2014

    • 著者名/発表者名
      盛田祐輔、片桐清文、犬丸啓
    • 学会等名
      第30回ゼオライト研究発表会
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京)
    • 年月日
      2014-11-26 – 2014-11-27
  • [学会発表] メソ・ミクロ多孔体を利用した触媒・光触媒のナノ構造制御と機能設計2014

    • 著者名/発表者名
      犬丸 啓
    • 学会等名
      石油学会九州・沖縄支部第30回九州・沖縄支部講演会
    • 発表場所
      北九州学術研究都市 産学連携センター
    • 年月日
      2014-10-31
    • 招待講演

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公開日: 2016-06-01  

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