化学機能制御研究分野

摘要

本研究分野では，セラミックスの階層構造制御と新機能創製について研究活動を行っている。高温の水やアルコール等を反応溶媒とするソルポサーマル反応による高結晶化軒高分散性セラミックス微結晶や機能性セラミックス薄膜の合成とその工学的応用に関する研究を行っている。 ①セリア微結晶は新規紫外線遮蔽剤としての利用が期待されるが高い酸化触媒活性を有し，その低減が必要とされている。 共沈法によるセリアナノ結晶の合成について検討し，CaOの固溶によりセリアの酸化触媒活性が低下するとともに結晶成長が抑制され，優れた紫外線遮蔽能が得られることを明らかにした。 また，セリアは淡黄色を呈するが，CaOの固溶セリアナノ結晶を700 deg C付近で低温熱処理すると紫外線遮蔽能を損なうことなく白色化が可能であることおよびその白色化機構を明らかにした。 さらに,種々の半導体ナノ粒子の光照射による一重項酸素生成挙動について検討し，セリアは酸化亜鉛やチタニアと比較し，一重項酸素発生量が極めて少なく，人体に対する安全性に優れていることを明らかにした。 ②脱硝触媒として期待される銀担持ガンマアルミナ複合体のソルポサーマル反応によるナノ構造制御について検討し，溶媒として水－メタノール混合溶媒を用いるとガンマアルミナ上に銀ナノ粒子が均一分散した複合体が作製可能であり，優れた脱硝性能を示すことを明らかにした。 ③導電性ガラスおよび導電性ポリマー基板への多孔質チタニア薄膜の合成と色素増感型太陽電池電極への応用について検討し，マイクロ波焼結では通常の焼成法より短時間で同程度の性能の多孔質チタニア薄膜の合成が可能になることを明らかにした。