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

创建用于能源应用的纳米碳/层状双氢氧化物异质结构

• 批准号: 22KF0383
• 负责人: 馬 仁志
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: National Institute for Materials Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KF0383/
• 关键词: ナノカーボン; 層状複水酸化物; フラーレン; 電極触媒

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。

High quality layered iron complex hydrate (LDH) is synthesized from single layer and optimized for carbon reduction from single layer to single layer. In the case of metal reduction, acidification, reduction of non-functionalized carbon, introduction of negative charge, and high conductivity, The dispersion concentration directly affects the separation of the precursor in the horizontal direction. 2 kinds of anti-charge, Ni-Fe LDH, Ni-Fe LDH, Ni-Fe-Fe, Ni-Fe- The structure of the condensate was analyzed and the results were reported. The ratio of Ni-Fe LDH and redox oxidation (rGO) to the product of the multilayer was compared. The distance between the two kinds of catalyst was small. The characteristics of the electrode catalyst were similar. The synthesis of MgAl LDH and MgAl LDH is the beginning of the synthesis of MgAl LDH. The LDH structure was constructed in an interactive manner. On the other hand, the formation of LDH structure is studied by using the anion exchange characteristic of LDH and direct injection of LDH. The results of the aggregation of the above-mentioned metal reduction elements show that the dissolution of the metal reduction elements has a high possibility of formation.

项目成果

Monolayer Iron and Iron-Rich Hydroxide Nanosheets Exfoliated from High-Quality Green Rust for Enhanced Electrocatalytic Oxygen Evolution Reaction

• DOI: 10.1021/acs.chemmater.2c03639
• 发表时间: 2023-02
• 期刊: Chemistry of Materials
• 影响因子: 8.6
• 作者: Lulu Jia;Fang Xian;Y. Sugahara;Nobuyuki Sakai;Emmanuel Picheau;Hairong Xue;Y. Yamauchi;T. Sasaki;R. Ma

Thermal Oxidation of Carbonaceous Nanomaterials Revisited: Evidence of Mechanism Changes.

重新审视碳质纳米材料的热氧化：机制变化的证据。

• 发表时间: 2022
• 作者: Jia Lulu;Xian Fang;Sugahara Yoshiyuki;Sakai Nobuyuki;Picheau Emmanuel;Xue Hairong;Yamauchi Yusuke;Sasaki Takayoshi;Ma Renzhi;PICHEAU Emmanuel
• 通讯作者: PICHEAU Emmanuel