2012年研究カタログ
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■ 研究担当:佐野泰三/寺本慶之/平川力/小池和英/根岸信彰 ■ 環境管理技術研究部門 環境負荷制御研究グループ■ 連携担当:黒澤茂 室内空気浄化用の新規光触媒「グラファイト状窒化炭素」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 ●可視光で空気を浄化する新しい非金属酸化物の光触媒 ●そのままでは活性の低い窒化炭素を、簡単な化学処理で高活性に ●グラフェンの類似体 室内のように紫外光の少ない環境でも利用できる、可視光に応答する光触媒の開発が進められています。近年、グラファイト状窒化炭素(g-C3N4)が可視光に応答して水を分解し、水素を発生することが報告されましたが、比表面積が小さいために空気浄化には適していませんでした。当研究グループでは窒化炭素の比表面積を増大させる簡易な手法を見出し、空気浄化性能を高めた新しい窒化炭素光触媒の開発に成功しました。鍵となるのは窒化炭素の構造制御技術で、窒素をドープしたグラフェンやカーボンナノチューブの研究にも利用できる可能性があります。 グラファイト状窒化炭素はメラミンを550 ℃程度で数時間加熱するだけで合成できますが、比表面積は8 m2/g程度です。ある濃度のアルカリ水溶液中で水熱処理すると、比表面積は約70 m2/gまで増大することが分かりました。可視光を照射して一酸化窒素やアセトアルデヒドの酸化除去速度を調べたところ、速度は約10倍に向上し、窒素ドープ酸化チタンに近いレベルの活性が得られました。水熱処理された窒化炭素には、細孔が空いて多孔質になった窒化炭素粒子や剥離してナノシートとなった窒化炭素(右上の電子顕微鏡写真)が確認できます。● 特許出願情報2011-537262(2009/10/20)「窒化炭素を含む空気浄化材料」他● 当研究グループでは、光触媒の空気浄化性能評価技術(JIS R1701シリーズやISO22197シリーズ)も開発しています。謝辞: 本研究の一部は科研費(23760679)の助成を受けたものです。写真(左)窒素ドープ酸化チタン、(中央)グラファイト状窒化炭素、(右上)電子顕微鏡写真(右下)窒化炭素シートの模式図��������������� ���� ������������ �������� ���������� ������ ���������� ����������������������������������������������� �������� 図 近年活発化する窒化炭素の研究● 研究拠点つくば西59環境・エネルギー分野西会場E-44E-44

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