異種ナノシートの交互積層膜を用いたイオン電子混合伝導体および熱電材料の創成

使用不同类型纳米片的交替层压薄膜创建离子/电子混合导体和热电材料

• 批准号: 18J15352
• 负责人: 大曲 仁美
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Kumamoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J15352/
• 关键词: 無機化学; 機能性材料; 複合化

本年度は、これまで合成に成功していた金属酸化物ナノシートと酸化グラフェンとの異種ナノシート積層膜の合成および電子‐プロトン混合伝導特性の評価を行なった。酸化チタンと酸化グラフェンの複合膜はメンブレンフィルターを用いた濾過法と滴下の二種類の方法を用いており、膜厚の異なる二種類の複合膜（膜A、膜B）を作製した。複合膜の同定は、粉末X線回折、赤外吸収分光測定、X線光電子分光測定等を用いて行なっており、膜厚については走査型電子顕微鏡や原子間力顕微鏡により決定した。また光照射条件下での電子およびプロトンの伝度度測定では、インピーダンスアナライザーによって測定を行なった。その結果、膜A、膜Bともに光照射に応答しプロトン伝導の向上が確認された。この現象は光照射によってプロトン伝導度が減少する酸化グラフェン単体では見られない現象であり、酸化チタンの複合化に起因する現象であることが示唆される。さらに膜厚に依存した電導度の変化についても観測された。以上の結果より、当研究員は酸化チタン及び酸化グラフェンの異種ナノシート複合膜において光照射に応答する混合伝導体の創成に成功した。

今年，我们合成了迄今为止已成功合成的金属氧化物纳米片和氧化石墨烯的异质纳米片层压体，并评估了其电子-质子混合导电性能。采用膜过滤器过滤和滴加两种方法制备氧化钛和氧化石墨烯复合膜，并制备了两种不同厚度的复合膜（膜A和膜B）。使用粉末X射线衍射、红外吸收光谱和X射线光电子能谱对复合膜进行鉴定，并使用扫描电子显微镜和原子力显微镜测定膜厚。此外，使用阻抗分析仪测量光照射条件下电子和质子的电导率。结果，证实膜A和膜B均响应于光照射并且改善了质子传导。这种现象在单独的氧化石墨烯中没有观察到，氧化石墨烯的质子传导性随着光照射而降低，并且表明这种现象是由氧化钛的组合引起的。此外，还观察到电导率随膜厚度的变化。基于上述结果，我们的研究人员成功地在氧化钛和氧化石墨烯异质纳米片复合膜中创建了一种对光照射做出响应的混合导体。

项目成果

A procession on photocatalyst for solar fuel production and waste treatment

• DOI: 10.1007/s10847-019-00889-8
• 发表时间: 2019-08
• 期刊: Journal of Inclusion Phenomena and Macrocyclic Chemistry
• 影响因子: 2.3
• 作者: Nurun Nahar Rabin;Hitomi Ohmagari;Md. Saidul Islam;M. R. Karim;S. Hayami