2012年研究カタログ
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■ 研究担当:王正明 ■ 環境管理技術研究部門 吸着分解研究グループ■ 連携担当:黒澤茂 グラフェンナノコンポジットの構造制御と高機能化研究のポイント研究のねらい研究内容連携可能な技術・知財 ●炭素ナノシート(1~10数枚グラフェン層)と金属・酸化物ナノ粒子の複合化技術 ●チタニアナノ粒子との複合化による吸着濃縮・光分解作用の促進増幅効果を実現 ●垂直ポア配列シリカ膜化による新しい分子篩型センシング技術の開発 生活・作業環境下で微量でも人体・生体に危害を加える揮発性・残留性有機汚染物質(VOC, POPs)などを除去・監視するためグラフェンの高機能性、表面化学の制御しやすさを活用したナノ複合化技術を開発しています。チタニアナノ粒子とグラフェンとの複合構造の両方を制御することで微量な有機汚染物を高効率的に分解する吸着濃縮促進複合型光触媒を開発しました。また、還元グラフェン酸化物の両側・片側に垂直ポアを配列した規則性メソポーラスシリカ膜を付与する新型分子篩センシング材料を開発し、環境、エネルギー、バイオなどの分野への展開を目指します。 インタカレーション法・水熱処理法を合わせることにより、炭素ナノシート(CNS)を1D形態のチタニアナノチューブ/ナノロッドを2D方向で沈着するためのテンプレートとして利用する方法を開発しました。底質材CNSによる吸着濃縮作用を働かせることでピュアーなチタニアと比べ数倍以上大きい光分解速度を実現しました。 グラフェン、有機シリカ源、界面活性剤の三元系自己組織化法を開発し、グラフェンの性質を活用しやすい、垂直ポア配列規則メソポーラスシリカ(PMS)-グラフェン-PMSサンドイッチナノ複合構造の創出に成功しました。● 湿式法によるグラフェン膜・複合体の合成と構造解析● グラフェン複合体の吸着特性・触媒性能の評価● 特許出願情報:特願2007-203515 (H19/08/03)「炭素ナノシート・チタネートナノチューブ複合体」、他、特許4863290 (H23/11/18)、4858988 (H23/11/11)など。● 論文: Peng W. Q., et al. Chem. Commun., 2008, 4348. & J Mater. Chem., 2010, 20, 2424.; Wang Z. ‒M., et al. ACS Nano, 2010, 4(12), 7437.など。0.76 nm5 nm500 nm00.40.8C/C0242832Time (h)����������ST01CNS-TNRCNS-TNT�������������������������������炭素ナノシート・チタニアナノチューブ複合体50 nmP/P00.60.8R/R010.10.30.5HexaneH2O00.40.51P/P0V/V0(N2)0.8HexaneH2OSmall moleculeLarge molecule�������������PMS-rGO-PMS50nm垂直ポア配列規則性メソポーラスシリカ-グラフェンサンドイッチナノ複合体● 研究拠点つくば西55環境・エネルギー分野西会場E-40E-40

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