エネルギー応用に向けたナノカーボン/層状複水酸化物ヘテロ構造の創製

高品質のニッケルー鉄層状複水酸化物 (LDH) から単層ナノシートを合成した同時に、アルカリ金属による炭素還元反応プロセスの最適化を行った。アルカリ金属還元の場合、酸化グラフェンと異なり、非官能化炭素の還元により負電荷は導入され、高い導電性のグラフェンが得られることを明らかにした。その中で、グラファイト前駆体の横方向のサイズが小さいほど、剥離しやすくなる傾向にあり、得られるグラフェン分散液濃度に直接影響することが分かった。反対電荷を持つ2種類のナノシート、すなわちNi-Fe LDHナノシートとアルカリ金属還元グラフェンを混合することによって、凝集させることに成功した。得た凝集体の構造を解析した結果、すでに報告されたNi-Fe LDHと還元酸化グラフェン（rGO）のヘテロ積層生成物に比べ、2種類のナノシート間の距離が小さくなる一方、電極触媒特性はほぼ同等レベルであった。また、アルカリ金属還元フラーレンとMgAl LDHナノシートのナノコンポジットの合成を始めた。LDHナノシートとフラーレンが交互に積層するヘテロ構造が得られるかについて、引き続き考察中である。一方、LDHの陰イオン交換特性を利用し、フラーレンの直接挿入（インターカレーション）によるヘテロ構造の形成を試みている。前述のアルカリ金属還元グラフェンとフラーレンを用いた凝集実験結果から、ナノカーボンの還元的溶解がナノコンポジットの創成に大きな可能性を示すことが実証された。

高品質のニッケルー鉄層状複水酸化物 (LDH) から単層ナノシートを合成した同時に、アルカリ金属による炭素還元反応プロセスの最適化を行った。アルカリ金属還元の場合、酸化グラフェンと異なり、非官能化炭素の還元により負電荷は導入され、高い導電性のグラフェンが得られることを明らかにした。その中で、グラファイト前駆体の横方向のサイズが小さいほど、剥離しやすくなる傾向にあり、得られるグラフェン分散液濃度に直接影響することが分かった。反対電荷を持つ2種類のナノシート、すなわちNi-Fe LDHナノシートとアルカリ金属還元グラフェンを混合することによって、凝集させることに成功した。得た凝集体の構造を解析した結果、すでに報告されたNi-Fe LDHと還元酸化グラフェン（rGO）のヘテロ積層生成物に比べ、2種類のナノシート間の距離が小さくなる一方、電極触媒特性はほぼ同等レベルであった。また、アルカリ金属還元フラーレンとMgAl LDHナノシートのナノコンポジットの合成を始めた。LDHナノシートとフラーレンが交互に積層するヘテロ構造が得られるかについて、引き続き考察中である。一方、LDHの陰イオン交換特性を利用し、フラーレンの直接挿入（インターカレーション）によるヘテロ構造の形成を試みている。前述のアルカリ金属還元グラフェンとフラーレンを用いた凝集実験結果から、ナノカーボンの還元的溶解がナノコンポジットの創成に大きな可能性を示すことが実証された。