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2016 年度 実績報告書

新規層剥離法の開発と得られたナノシートの再構築による新規多孔体及び薄膜材料の創製

研究課題

研究課題/領域番号 26420774
研究機関北海道大学

研究代表者

荻野 勲  北海道大学, 工学研究院, 准教授 (60625581)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード化学工学 / 反応・分離工学 / 触媒・化学プロセス / ナノ材料
研究実績の概要

本研究では,層状化合物の新規層剥離法の創出と,この手法によって得られたナノシートの再構築により,触媒・吸着剤などの機能性材料開発を行うことを目的にした。本研究の実施により,以下のように今後の研究活動の基盤となる成果がいくつか得られた。
[炭素系材料の新規層剥離法開発ならびに得られたナノシートの再構築による多孔体合成に関して]
1.水の急速な相変化を利用した手法により,ナノシートの微細化を抑制しながら酸化グラファイトの層剥離を行い,シート径の大きな酸化グラフェン分散液を得ることができた(平成26年度の成果;本内容について学術論文並びに国際学会で成果発表を行った)。2.1の手法によって得られた酸化グラフェン乾燥体を短時間マイクロ波処理することで,欠陥密度が制御され,炭素純度の高い(99%以上)グラフェン系炭素材料を得ることができた(H28年度の成果;本内容に関して特許出願を行った)。今後,本試料を電極・触媒材料へ利用することを予定している。
[金属酸化物・水酸化物系材料の層剥離ならびに得られたナノシートの再構築による多孔体合成に関して]
3.Mg/Al系層状複水酸化物から得られるナノシート分散液を急速に凍結することで,径数百nm,長さ数十μmの繊維状物質を得ることに成功した。また,これを焼成して得られる複合酸化物が固体塩基触媒として有効に働くことを示した(H27年度の成果;国内・国際学会で成果発表を行った)。今後,本試料を高温・水蒸気雰囲気下で作用するCO2吸着剤として用いることを予定している。4.層状ゼオライト前駆体から有機構造規定剤を抽出する新手法の開発を行った。この手法の開発により,層状化合物を構成するゼオライトナノシートを利用した機能性材料の開発が進むことが期待される(H28年度の成果;国内・国際学会で成果発表した)。今後,本手法を担持触媒開発に応用することを予定している。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] CO2 Separation in a Flow System by Silica Microhoneycombs Loaded with an Ionic Liquid Prepared by the Ice-Templating Method2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshida, Seiichiro; Takahashi, Kazuya; Kudo, Shuichiro; Iwamura, Shinichiroh; Ogino, Isao; Mukai, Shin R.
    • 雑誌名

      Industrial & Engineering Chemistry Research

      巻: 56 ページ: 2834-2839

    • DOI

      10.1021/acs.iecr.6b05001

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimization of Practical Activation Depth for Effective CO2 Activation Using PMMA-templated Carbons with a Tailorable Pore System of Meso- and Macropores2017

    • 著者名/発表者名
      Mori, Takeshi; Iwamura, Shinichiroh; Ogino, Isao; Mukai, Shin R.
    • 雑誌名

      J. Porous. Mater.

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 酸化グラフェン由来の多孔質炭素の合成2016

    • 著者名/発表者名
      荻野 勲,向井 紳
    • 雑誌名

      ケミカルエンジニアリング

      巻: 61 ページ: 327-331

  • [雑誌論文] Effect of the Mesopores of Carbon Supports on the CO Tolerance of Pt2Ru3 Polymer Electrolyte Fuel Cell Anode Catalyst2016

    • 著者名/発表者名
      Narischat, Napan; Takeguchi, Tatsuya; Mori, Takeshi; Iwamura, Shinichiroh; Ogino, Isao; Mukai, Shin R.; Ueda, Wataru
    • 雑誌名

      Int. J. Hydrogen Energy

      巻: 41 ページ: 13697-13704

    • DOI

      10.1016/j.ijhydene.2016.05.272

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Adsorption of Phenol in Flow Systems by a Monolithic Carbon Cryogel with a Microhoneycomb Structure2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshida, Seiichiro; Iwamura, Shinichiroh; Ogino, Isao; Mukai, Shin R.
    • 雑誌名

      Adsorption

      巻: 22 ページ: 1051-1058

    • DOI

      10.1007/s10450-016-9799-4

    • 査読あり
  • [学会発表] Mechanistic Study of the Facilitated Removal of SDAs from MWW-type Layered Zeolitic Precursors by DMF and Ethylene Glycol2017

    • 著者名/発表者名
      Ogino, Isao; Shirobe, Taichi; Mukai, Shin R.
    • 学会等名
      The 3rd Euro-Asia Zeolite Conference
    • 発表場所
      Bali(Indonesia)
    • 年月日
      2017-01-22 – 2017-01-25
    • 国際学会
  • [学会発表] マイクロ波放電効果を利用した酸化グラフェン由来ナノカーボンの低欠陥化2016

    • 著者名/発表者名
      深澤 剛,荻野 勲,岩村 振一郎,向井 紳
    • 学会等名
      第43回炭素材料学会年会
    • 発表場所
      千葉大学(千葉市)
    • 年月日
      2016-12-07 – 2016-12-09
  • [学会発表] A Mixed-Solvent Approach to Delaminate Layered Zeolitic Precursors2016

    • 著者名/発表者名
      Ogino, Isao; Shirobe, Taichi; Mukai, Shin R.
    • 学会等名
      2016 AIChE Annual Meeting
    • 発表場所
      San Francisco(USA)
    • 年月日
      2016-11-13 – 2016-11-18
    • 国際学会
  • [学会発表] 混合溶媒を用いたゼオライト層状前駆体の層剥離に関する詳細検討2016

    • 著者名/発表者名
      白部 大知,荻野 勲,向井 紳
    • 学会等名
      化学工学会 第48回秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学(徳島市)
    • 年月日
      2016-09-06 – 2016-09-08
  • [学会発表] 炭素系固体酸触媒の液相反応への利用:表面の親疎水性と細孔構造が触媒活性へ与える影響2016

    • 著者名/発表者名
      鈴木 佑啓,荻野 勲,向井 紳
    • 学会等名
      化学工学会 第48回秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学(徳島市)
    • 年月日
      2016-09-06 – 2016-09-08
  • [学会発表] A Mixed-Solvent Approach to Delaminate Lamellar Precursors of MWW-type Molecular Sieves2016

    • 著者名/発表者名
      Shirobe, Taichi; Ogino, Isao; Mukai Shin R.
    • 学会等名
      Pre-symposium of 16th International Congress on Catalysis (16th ICC-Pre) & 2nd International Symposium of Institute for Catalysis
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 年月日
      2016-06-30 – 2016-07-01
    • 国際学会
  • [図書] Supported Catalysts (in Handbook of Solid State Chemistry)2017

    • 著者名/発表者名
      Ogino, Isao; Serna, Pedro; Gates, Bruce C.
    • 総ページ数
      3756
    • 出版者
      Wiley
  • [産業財産権] 低欠陥化グラフェン系炭素材料及びその製造方法2016

    • 発明者名
      向井紳,荻野勲,岩村振一郎,深澤剛
    • 権利者名
      向井紳,荻野勲,岩村振一郎,深澤剛
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2016-236019
    • 出願年月日
      2016-12-05

URL: 

公開日: 2018-12-17  

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