Development of a novel method for the preparation of composite catalytic nanoparticles using gas-phase particle processing

开发一种利用气相颗粒加工制备复合催化纳米颗粒的新方法

基本信息

批准号：
21K04750
负责人：
島田学
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04750/
关键词：
エアロゾルプロセス CVD 助触媒粒子被覆噴霧乾燥

项目摘要

本研究では、単一物質の触媒に比べて性能の向上、用途の拡大、長寿命化などのメリットが期待できる、微量の異物質を付着させた触媒粒子（複合触媒粒子）に対して、エアロゾルのプロセスを利用した粒子合成や微量物質の付着を気相中で精密に行う作製手法を開発する。さらに作製した粒子の触媒活性を評価し、物質の付着状態などの粒子性状との関係を調べることで、本手法の有用性を確認するとともに望ましい複合触媒粒子の性状を見出す。本年度の研究成果の概要は、以下のとおりである。１．前年度に引き続き、CVDと蒸発-凝縮プロセスでそれぞれ作製したナノ粒子を気中混合・凝集・堆積させることにより複合触媒粒子を作製した。本年度はチタニアナノ粒子と酸化銅ナノ粒子の複合化を行い、粒子の物理的性状、化学組成、光吸収特性を電子顕微鏡、X線回折、分光分析等で評価した。また、光触媒性能を評価するために、紫外・可視光照射下における有機物質の分解反応試験を行い、反応条件・物質に対する分解速度の依存性を求めた。２．既製の触媒粒子を用いた複合触媒粒子の作製を検討した。銀のコロイドナノ粒子を液相合成した。別途既製の銀コロイド粒子も入手し、両者とも粒子の性状等を調べた。これらの分散液を前年度製作した噴霧乾燥粒子分散装置で処理することにより、気中分散した銀ナノ粒子が得られることを確認できた。さらに、気中分散銀ナノ粒子とCVDで作製したチタニアの複合物を作製し、１と同様に、性状、組成、特性を評価し、また光触媒性能の評価も行い、相互の関係を調べた。３．粒子表面での付着物質の気相析出による複合触媒粒子の作製を検討した。噴霧乾燥で得られた銀ナノ粒子、多層カーボンナノチューブ粒子に対し、チタンのアルコキシド蒸気、硝酸亜鉛蒸気を混合し、反応・固相析出させることで複合粒子を得た。これらに対しても、１, ２と同様に粒子および光触媒性能の評価を行った。

在这项研究中，我们将开发一种制造方法，该方法使用气溶胶工艺在气相中合成和附着痕量物质，并具有催化剂颗粒（复合催化剂颗粒），这些物质已沉积了痕量的异物物质，这些物质可以预期具有改善的应用，应用程序的扩展，更长的生命力，以及与单物质猫级猫猫的相比。此外，通过评估制备颗粒的催化活性并检查与粒子特性（例如物质的粘附状态）的关系，可以确认该方法的有用性，并可以找到复合催化剂颗粒的所需特性。今年研究结果的摘要如下。 1。从上一年开始，通过CVD和空气中的蒸发降压过程混合，聚集和沉积纳米颗粒来产生复合催化剂颗粒。今年，合并了二氧化钛纳米颗粒和氧化纳米颗粒，并使用电子显微镜，X射线衍射，X射线衍射分析等评估了颗粒的物理特性，化学成分和光吸收特性。此外，还评估了对光的依赖性，分解性反应的反应性，并评估具有分解性的反应性，以评估分解性依赖性的反应性，并具有分解性反应性。物质的条件和分解速率。 2。研究了使用现成的催化剂颗粒制备复合催化剂颗粒。胶体银纳米颗粒在液相合成。还分别获得了预制的银胶体颗粒，并检查了两者的颗粒特性。可以证实，通过使用上一年制造的喷涂颗粒分散装置处理这些分散体，可以获得分散在空气中的银纳米颗粒。此外，制备了由空气分散的银纳米颗粒和CVD制备的二二元组合，并以与1相同的方式进行了评估，并评估了性能，组成和特性，并评估了光催化性能，并检查了它们之间的关系。 3。研究了通过固定物质在颗粒表面上的蒸气相沉积来制备复合催化剂颗粒。将银纳米颗粒和通过喷雾干燥获得的多壁碳纳米管颗粒与芦主蒸气和硝酸锌混合，并通过反应和固相沉积获得复合颗粒。在1和2中，还评估了这些颗粒和光催化性能。

项目成果

期刊论文数量（28）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Preparation of Ag-embedded TiO2 film by reducing metal ions via plasma-enhanced chemical vapor deposition

等离子体增强化学气相沉积还原金属离子制备嵌银TiO2薄膜

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Lang J. H.;K. Takahashi;M. Kubo;and M. Shimada
通讯作者：
and M. Shimada

Spray-assisted Fabrication of HKUST-1 MOF Thin Film and MWCNT/HKUST-1 Nanocomposite Film

喷雾辅助制备 HKUST-1 MOF 薄膜和 MWCNT/HKUST-1 纳米复合薄膜

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kubo;M.;T. Sugahara;and M. Shimada
通讯作者：
and M. Shimada

Ag-TiO2光触媒ナノ粒子堆積膜を用いたガス分解の評価

使用 Ag-TiO2 光催化纳米颗粒沉积膜评价气体分解

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
渡邉航;M. Hudandini;姜殿平;久保優;島田学
通讯作者：
島田学

Photocatalytic Activity of ZnO/Ag Nanoparticles Fabricated by a Spray Pyrolysis Method with Different O2:N2 Carrier Gas Ratios and Ag Contents

DOI：
10.3390/catal12111374
发表时间：
2022-11-01
期刊：
CATALYSTS
影响因子：
3.9
作者：
Hudandini, Meditha;Puri, Nurdiana Ratna;Kusdianto, Kusdianto
通讯作者：
Kusdianto, Kusdianto

Visible-light Photocatalytic Performance of CuxO Loaded Anatase- or Rutile-TiO2 Fabricated by Gas Phase Method

气相法制备负载 CuxO 的锐钛矿型或金红石型 TiO2 的可见光催化性能

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Hudandini;M.;D. Jiang;K. Kusdianto;M. Kubo;and M. Shimada
通讯作者：
and M. Shimada

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通讯作者：
小田垣孝