2018 Fiscal Year Annual Research Report
Design and applications of single-site photocatalysts using nano-space
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26220911
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
山下 弘巳 大阪大学, 工学研究科, 教授 (40200688)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森 浩亮 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (90423087)
桑原 泰隆 大阪大学, 工学研究科, 助教 (40635330)
亀川 孝 大阪府立大学, 研究推進機構, 講師 (50525136)
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| Project Period (FY) |
2014-05-30 – 2019-03-31
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| Keywords | 光触媒 / シングルサイト / ナノ細孔 / ナノ金属 / メソポーラス / 多孔体 / 疎水性表面 / 金属錯体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ゼオライトやメソポーラスシリカなどのナノ多孔材料を利用して、細孔空間や骨格内に調製したシングルサイト光触媒（孤立四配位酸化物種、光機能性金属錯体）の機能・特性の評価、ナノ多孔材料の構造・形態制御、表面修飾や他の機能性材料との複合化を通して、シングルサイト光触媒を利用する環境調和型機能材料の開発と応用を試みた。平成30年度では、以下の研究を実施するとともに、5年間に渡る本研究課題の総括を行った。
１）シングルサイト光触媒の特異反応性の評価と可視光応答性の付与： これまでの研究成果をまとめ総説として発表した(Chemical Society Reviews, 47, 8072-8096 (2018))。 ２）シングルサイト光触媒を組込んだ三次元ナノ細孔構造とコア・シェル構造の設計： シングルサイト活性種を組み込んだコア・シェル構造の細孔制御による反応高効率化を可能にした。 ３）疎水性多孔体の創製による光触媒の高効率化： ナノ細孔内表面をヘテロ原子内包炭素材料で修飾し、反応基質の吸着濃縮を進め触媒反応の高効率化を可能にした。 ４）シングルサイト光触媒を利用する金属ナノ触媒・プラズモニック触媒の調製： プラズモニック触媒と触媒活性種を融合することで、可視光を効率利用する触媒系を開発した。 ５）コア・シェル構造触媒設計による高効率ワンポット触媒反応系の設計： ヨーク・シェル構造の設計においてシェル内部細孔のサイズ制御により過酸化水素合成と選択酸化を可能にするワンポット反応系を構築した。 ６）ナノ細孔空間で機能する金属錯体シングルサイト光触媒の設計： 励起電子の移動性と金属分散性の高い多孔性カーボンC3N4を利用し、高分散金属錯体や金属クラスター触媒を開発した。
以上の研究成果より、ナノ多孔材料とシングルサイト活性種を融合した新しい高性能触媒や界面機能材料の開発を行うことができた。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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