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2015 年度 実績報告書

ラメラ相鋳型を利用した積層型ナノシート光触媒の新規開発と触媒機能

研究課題

研究課題/領域番号 25420827
研究機関徳島大学

研究代表者

中川 敬三  徳島大学, ソシオテクノサイエンス研究部, 講師 (60423555)

研究分担者 杉山 茂  徳島大学, ソシオテクノサイエンス研究部, 教授 (70175404)
加藤 雅裕  徳島大学, ソシオテクノサイエンス研究部, 准教授 (80274257)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードナノシート / ニオブ酸 / 光触媒 / 水素生成
研究実績の概要

本申請課題では,ナノシート光触媒の耐久性,機能性の向上を目指し,ナノシート/無機物積層型光触媒の開発を目的としている.これまでの研究において,水熱合成を利用したボトムアップ法による単層および多層ニオブ酸ナノシートの調製に成功し,紫外光照射下における水/メタノール混合溶液からの水素生成反応を行い,層数が少ないナノシートほど高い水素生成活性を示し,同様な二次元構造材料であるグラフェンやMoS2を助触媒として複合化させることで活性をさらに向上できることを見出した.また,原子間力顕微鏡やラマンスペクトルを利用した構造解析,導電性ポリマーであるポリアニリンとの複合化の基礎的検討を行った.
本年度は,ポリアニリン/ニオブ酸ナノシート複合体の光触媒活性に関する検討を行った.ニオブ酸ナノシート/ポリアニリン複合体光触媒を物理混合により調製した.紫外光照射,犠牲剤存在下での水の分解による水素生成反応を行ったところ,ポリアニリンを複合化させることで水素生成速度が大きく向上する結果となった.またポリアニリンの担持量が水素生成速度に大きく影響することがわかった.ニオブ酸ナノシートとポリアニリンの複合化により,光照射によって励起された電子と正孔の再結合の抑制や光吸収率が向上したことが水素生成速度の改善に繋がったと考えらえる.
以上のように,ボトムアップ法により合成した単層ニオブ酸ナノシートを基軸とし,各種二次元ナノ材料との積層複合化,導電性ポリマーとの複合化を行い,安定かつ高い水素生成活性を示すナノシート光触媒を開発した.

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] University of Oxford(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      University of Oxford
  • [雑誌論文] Niobium Oxides: Correlation of Acidity with Structure and Catalytic Performance in Sucrose Conversion to 5-Hydroxymethylfurfural2016

    • 著者名/発表者名
      Hannah Theresa Kreissl, Keizo Nakagawa, Yung-Kang Peng, Yusuke Koito, Junlin Zheng, Shik Chi Edman Tsang
    • 雑誌名

      Journal of Catalysis

      巻: 338 ページ: 329-339

    • DOI

      doi:10.1016/j.jcat.2016.03.007

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 界面活性剤を利用したボトムアップ法による金属酸化物ナノシート合成2015

    • 著者名/発表者名
      中川 敬三, 杉山 茂
    • 雑誌名

      触媒

      巻: 57 ページ: 355-361

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Single Layer Niobate Nanosheets Prepared by A Bottom-Up Approach: Photocatalytic Hydrogen Evolution from Water/Methanol Solution2016

    • 著者名/発表者名
      Keizo Nakagawa, Masahiro Katoh, Shigeru Sugiyama, Shik Chi Edman Tsang
    • 学会等名
      The 10th Conference of Aseanian Membrane Society (AMS10)
    • 発表場所
      奈良春日野国際フォーラム 甍(奈良県奈良市)
    • 年月日
      2016-07-26 – 2016-07-29
    • 国際学会
  • [学会発表] Layered Titanate Nanosheets with and without Lamellar Mesostructure Formed by Surfactant Self-Assembly2016

    • 著者名/発表者名
      Keizo Nakagawa, Shigeru Sugiyama, Motonari Adachi
    • 学会等名
      The 10th Conference of Aseanian Membrane Society (AMS10)
    • 発表場所
      奈良春日野国際フォーラム 甍(奈良県奈良市)
    • 年月日
      2016-07-26 – 2016-07-29
    • 国際学会
  • [学会発表] 剥離を利用しないボトムアップ法による単層ニオブ酸ナノシートの合成と構造解析2015

    • 著者名/発表者名
      山下 洋令, 中川 敬三, 加藤 雅裕, 杉山 茂
    • 学会等名
      膜シンポジウム2015
    • 発表場所
      神戸大学六甲台キャンパス(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-11-25 – 2015-11-26
  • [学会発表] ボトムアップ法により合成されるチタン酸化物ナノシートを用いた色素増感太陽電池用薄膜の開発2015

    • 著者名/発表者名
      中川 敬三, 元木 直也, 平岡 早紀, 加藤 雅裕, 杉山 茂, 足立 基齊, 松尾 寛, 内田 文生
    • 学会等名
      日本膜学会第37 年会
    • 発表場所
      早稲田大学西早稲田キャンパス(東京都新宿区)
    • 年月日
      2015-05-14 – 2015-05-15
  • [備考] 徳島大学 教育・研究者情報データベース(EDB)

    • URL

      http://pub2.db.tokushima-u.ac.jp/ERD/person/155080/profile-ja.html

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公開日: 2017-01-06  

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