前駆体集積法によるペロブスカイトナノ構造体の合成と革新的電解プロセスへの応用

使用前驱体集成方法合成钙钛矿纳米结构及其在创新电解工艺中的应用

基本信息

批准号：
21H01710
负责人：
荻原仁志
金额：
$ 11.07万
依托单位：
Saitama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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

项目摘要

2021年度の研究で，前駆体集積法による多様な複合酸化物ナノ粒子の合成方法を確立した。従来までの特別な反応条件を必要とする複合酸化物合成方法と比較して，前駆体集積法では金属塩の溶液をナノカーボンに浸漬，乾燥，焼成するだけで容易に複合酸化物を合成できることを明らかにした。2022年度では前駆体集積法で調製した複合酸化物の電極触媒としての活性を評価した。前駆体集積法は非常にシンプルな合成方法にもかかわらず，合成した複合酸化物は水からの酸素発生反応（OER）に有効な電極触媒として機能することが明らかとなった。とくにNiとFeからなる電極触媒が高いOER活性を示し，酸化物とナノカーボンの複合材料とすることで従来の貴金属触媒に匹敵する優れた電極触媒になることを見出した。触媒のキャラクタリゼーションから，NiとFeが近接して存在することが示唆され，この異種金属の近接構造が電極触媒として高活性を示した要因であると考察した。また，前駆体集積法でナノカーボン上に金属硝酸塩を固定化すると，加熱処理を行わなくても，反応溶液（塩基性の水溶液）に浸漬するだけでNiFe複合水酸化物を形成し，これが高いOER活性を示すことが明らかとなった。触媒の構造や電気化学的性質は，さまざまな分光学的手法や電気化学測定により特徴づけた。以上，前駆体集積法で合成した複合酸化物触媒が高い水の活性化能力をもつことを明らかにし，今後は水の活性化過程を利用した新たな反応系の創出を目指す。

在2021年的一项研究中，我们建立了一种使用前体整合方法合成各种复合氧化物纳米颗粒的方法。与需要特殊反应条件的复合氧化物合成的常规方法相比，已经揭示了前体整合方法可以通过简单地将金属盐溶液浸入纳米碳，干燥和钙化而轻松合成复合氧化物。在2022财年，通过预催化剂评估了通过前体整合方法制备的复杂氧化物的活性。尽管存在非常简单的前体整合方法，但已经揭示了合成的复合氧化物作为水的有效电催化剂的作用。特别是，由Ni和Fe制成的电催化剂表现出很高的OER活性，并且通过使用氧化物和纳米碳复合材料，已经发现它可以是与常规贵金属催化剂相当的出色电催化剂。催化剂的表征表明Ni和Fe在近距离上存在，我们认为这些不同的金属的接近性是表现出高活性作为电催化剂的因素。此外，当金属硝酸盐通过前体累积方法固定在纳米碳上时，已经揭示了即使没有加热处理，Nife复合氢氧化物也可以简单地通过将它们浸入反应溶液中（基本水溶液）而形成，并且这表现出很高的OER活性。催化剂的结构和电化学特性的特征是各种光谱技术和电化学测量。以上表明，由前体积分方法合成的复杂氧化催化剂具有较高的水活化能力，将来我们旨在创建利用水活化过程的新反应系统。

项目成果

期刊论文数量（27）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

膜-電極接合体を用いた2級アルコールの電解脱水素反応によるケトン類の合成

膜电极组件仲醇电解脱氢合成酮

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Chudatemiya Vorakit;Tsukada Mio;Nagakari Hiroki;Kikkawa Soichi;Hirayama Jun;Nakatani Naoki;Yamamoto Takafumi;Yamazoe Seiji;太田亘，和田裕誠，影島洋介，手嶋勝弥，錦織広昌;大内慎也，山田尚輝，山本徹也;袴田拓海，平原実留，荻原仁志，黒川秀樹
通讯作者：
袴田拓海，平原実留，荻原仁志，黒川秀樹

ペロブスカイトナノ粒子触媒によるグリセロール電解酸化

使用钙钛矿纳米颗粒催化剂进行甘油电氧化

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kageshima Yosuke;Kato So;Shiga Sota;Takagi Fumiaki;Minamisawa Hikari;Horita Masaomi;Yamakami Tomohiko;Teshima Katsuya;Domen Kazunari;Nishikiori Hiromasa;福岡淳;堤和也，山本徹也;奥田葵衣，内田博久;福田亮子，矢口美寿里，平原実留，荻原仁志，黒川秀樹
通讯作者：
福田亮子，矢口美寿里，平原実留，荻原仁志，黒川秀樹

Simple Solution Route to Synthesize NiFe Oxide/Nanocarbon Composite Catalysts for the Oxygen Evolution Reaction

合成用于析氧反应的 NiFe 氧化物/纳米碳复合催化剂的简单溶液路线

DOI：
10.1039/d2nj00947a
发表时间：
2022
期刊：
New Journal of Chemistry
影响因子：
3.3
作者：
Mizuri Yaguchi;Miru Yoshida-Hirahara;Hitoshi Ogihara;Hideki Kurokawa
通讯作者：
Hideki Kurokawa

Electroconversion of lower alcohols into value-added chemicals

将低级醇电转化为高附加值化学品

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Takumi HAKAMATA;Daisuke KAWAGUCHI;Shady ABDELNASSER;Miru YOSHIDA-HIRAHARA;Hitoshi OGIHARA;Hideki KUROKAWA
通讯作者：
Hideki KUROKAWA

ナノカーボン上に形成したNi-Fe系酸化物の酸素発生反応活性

纳米碳上形成的Ni-Fe基氧化物的析氧反应活性

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
R. Kobayashi;Y. Yamada;S. Sato;矢口美寿里，平原実留，荻原仁志，黒川秀樹
通讯作者：
矢口美寿里，平原実留，荻原仁志，黒川秀樹

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Synthesis of Three-Dimentionally Ordered Macroporous Metal Oxide - Scope of the Application Range of Metal Species -

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发表时间：
2007
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通讯作者：
定金正洋

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DOI：
发表时间：
2007
期刊：
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0
作者：
上田渉;Qiang Wu-;W. Ueda;W. Qiang;上田渉;Qiang Wu;荻原仁志;定金正洋;定金正洋;荻原仁志;定金正洋;H. Ogihara;M. Sadakane;M. Sadakane;H. Ogihara;M. Sadakane;荻原仁志;定金正洋;荻原仁志;定金正洋;定金正洋;荻原仁志;M. Sadakane;H. Ogihara;定金正洋;荻原仁志;定金正洋;M. Sadakane;堀内俊孝;上田渉;W. Ueda;定金正洋;定金正洋;佐々木啓介;M. Sadakane;M. Sadakane;K. Sasaki;定金正洋;定金正洋;佐々木啓介;堀内俊孝;上田渉;荻原仁志;堀内俊孝;荻原仁志;堀内俊孝;上田渉;Wu Qiang;堀内俊孝;Wu Qiang;H. Ogihara;T. Horiuchi;T. Horiuchi;W. Ueda;W. Qiang;T. Horiuchi;W. Qiang;上田渉;定金正洋;Qiang Wu;堀内俊孝;Qiang Wu;Qiang Wu;上田渉
通讯作者：
上田渉

層状ペロブスカイトLaSr3Fe3O10粒子へのカルボン酸インターカレーションと脱Srによる薄片形成

层状钙钛矿LaSr3Fe3O10颗粒经过羧酸插层和脱硫形成片状

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
影响因子：
0
作者：
上田渉;Qiang Wu-;W. Ueda;W. Qiang;上田渉;Qiang Wu;荻原仁志;定金正洋;定金正洋;荻原仁志;定金正洋;H. Ogihara;M. Sadakane;M. Sadakane;H. Ogihara;M. Sadakane;荻原仁志;定金正洋;荻原仁志;定金正洋;定金正洋;荻原仁志;M. Sadakane;H. Ogihara;定金正洋;荻原仁志;定金正洋;M. Sadakane;堀内俊孝;上田渉;W. Ueda;定金正洋;定金正洋;佐々木啓介;M. Sadakane;M. Sadakane;K. Sasaki;定金正洋;定金正洋;佐々木啓介;堀内俊孝;上田渉;荻原仁志;堀内俊孝;荻原仁志;堀内俊孝;上田渉;Wu Qiang;堀内俊孝;Wu Qiang;H. Ogihara;T. Horiuchi;T. Horiuchi;W. Ueda;W. Qiang;T. Horiuchi;W. Qiang;上田渉;定金正洋;Qiang Wu;堀内俊孝;Qiang Wu;Qiang Wu;上田渉;定金正洋;定金正洋;荻原仁志;定金正洋;片岡和義
通讯作者：
片岡和義