KINDAI UNIVERSITY


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古南 博コミナミ ヒロシ

プロフィール

所属部署名理工学部 応用化学科
職名教授/応用化学科長
学位博士(工学)
専門触媒化学、物理化学、無機合成化学
ジャンル環境/エネルギー
コメンテータガイドhttp://www.kindai.ac.jp/meikan/934-kominami-hiroshi.html
ホームページURLhttp://www.apch.kindai.ac.jp/surface-folder/surface-index
メールアドレス
Last Updated :2017/11/21

コミュニケーション情報 byコメンテータガイド

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    新規な光触媒材料の開発および新規な光触媒反応系の開拓について研究しています。太陽光などの自然エネルギーを用いて、光エネルギーの化学的貯蔵や有害汚染物質の無害化を目指しています。

学歴・経歴

学歴

  • 1984年04月 - 1988年03月, 京都大学, 工学部, 石油化学科
  • 1988年04月 - 1990年03月, 京都大学大学院, 工学研究科, 石油化学専攻博士前期課程
  • 1990年04月 - 1993年03月, 京都大学大学院, 工学研究科, 石油化学専攻博士後期課程

経歴

  •   1993年04月,  - 2000年03月, 近畿大学理工学部 助手
  •   2000年04月,  - 2004年03月, 近畿大学理工学部 講師
  •   2004年04月,  - 2007年03月, 近畿大学理工学部 助教授
  •   2007年04月,  - 2014年03月, 近畿大学理工学部(准教授)
  •   2014年04月,  - 現在, 近畿大学(教授)

研究活動情報

研究分野

  • 基礎化学, 物理化学
  • 基礎化学, 無機化学
  • プロセス工学, 触媒・資源化学プロセス

研究キーワード

  • 環境触媒, 光触媒, ナノ結晶

論文

  • Heterogeneous Meerwein-Ponndorf-Verley–type Reduction of Aromatic Aldehydes Having Other Reducible Functional Groups over a TiO2 Photocatalyst, M. Fukui, H. Kouda, A. Tanaka, K. Hashimoto, H. Kominami, ChemistrySelect, 2, 2293, 2299,   2017年, 査読有り
  • Visible light-induced heterogeneous Meerwein-Ponndorf-Verley-type reduction of an aldehyde group over an organically modified titanium dioxide photocatalyst, M. Fukui, A. Tanaka, K. Hashimoto, H. Kominami, Chem. Commun, 53, 4215, 4218,   2017年, 査読有り
  • A very simple method for the preparation of Au/TiO2 plasmonic photocatalysts working under irradiation of visible light in the range of 600–700 nm, A. Tanaka, K. Hashimoto, H. Kominami, 53, 4759, 4762,   2017年, 査読有り
  • Photocatalytic hydrogenation of furan to tetrahydrofuran in alcoholic suspensions of metal-loaded titanium(IV) oxide without addition of hydrogen gas, K. Nakanishi, A. Tanaka, K. Hashimoto, H. Kominami, Phys. Chem. Chem. Phys., 19, 20206, 20212,   2017年, 査読有り
  • Effects of the structure of the Rh3+ modifier on photocatalytic performances of an Rh3+/TiO2 photocatalyst under irradiation of visible light, S. Kitano, M. Sadakiyo, K. Kato, M. Yamauchi, H. Asakura, T. Tanaka, K. Hashimoto, H. Kominami, Appl. Catal. B: Environ., 205, 340, 346,   2017年, 査読有り
    概要:For a rhodium ion-modified TiO2 (Rh3+/TiO2) photocatalyst responding to visible light, control of the structure of the Rh3+ modifier and effects of the structures of the Rh3+ modifier on photocatalytic activities were examined. A TiO2 support was pre-calcined to maintain crystallinity and specific surface area during post-calcination, and the structure of the Rh3+ modifier for Rh3+/TiO2 was changed by post-calcination without causing changes in the crystallinity and specific surface area of the TiO2 support. In mineralization of acetone under irradiation of visible light, the photocatalytic activities of the post-calcined Rh3+/TiO2 showed a volcano-like tendency as a function of post-calcination temperature. The results of this study showed that an atomically isolated structure of the Rh3+ modifier was preferable for high activities and that aggregation of the Rh species led to a decrease in the activities.
  • Visible light-induced water splitting in an aqueous suspension of a plasmonic Au/TiO2 photocatalyst with metal co-catalysts, A. Tanaka, K. Teramura, S. Hosokawa, H. Kominami, T. Tanaka, Chem. Sci., 8, 2574, 2580,   2017年, 査読有り
  • Metal ion-modified TiO2 photocatalysts having controllable oxidative performance under irradiation of visible light, 古南 博, Appl.Catal. A:Gen., 521, 202, 207,   2016年, 査読有り
    概要:Metal ion-modified TiO2 photocatalysts designated by combinations of various metal ions and TiO2 powders that respond to visible light and exhibit controllable photocatalytic oxidative performances were examined. The photocatalytic oxidative performances were evaluated by selective oxidation of benzyl alcohol in water in the presence of O2 under irradiation of visible light. The TiO2 samples modified with Ru3+, Pd2+ and Rh3+ (Ru3+/TiO2, Pd2+/TiO2 and Rh3+/TiO2) exhibited high levels of photocatalytic activity. The effects of metal ions and the kind of TiO2 on photocatalytic performances of Rh3+/TiO2 and Ru3+/TiO2 were investigated in detail.
  • Control of Surface Plasmon Resonance of Au/SnO2 by Modification with Ag and Cu for Photoinduced Reactions under Visible-Light Irradiation over a Wide Range, 古南 博, Chem. Eur. J., 22, 4592, 4599,   2016年, 査読有り
    概要:Gold (Au) particles supported on tin(IV) oxide (0.2 wt%Au/SnO2) were modified with copper (Cu) and silver (Ag) by the multi-step photodeposition method (MSPD). Absorption at around = 550 nm attributed to surface plasmon resonance (SPR) of Au gradually shifted to longer wavelengths by modification with Cu and finally reached = 620 nm at 0.8 wt%Cu. On the other hand, the absorption shifted to a shorter wavelength with increase in the amount of Ag and reached = 450 nm at 0.8 wt%Ag. These Cu- and Ag-modified 0.2 wt%Au/SnO2 samples (Cu-Au/SnO2 and Ag-Au/SnO2) and 1.0wt%Au/SnO2 sample were used for mineralization of formic acid to carbon dioxide (CO2) in aqueous suspensions under irradiation of visible lights from a xenon lamp and three kinds of light-emitting diodes with different wavelengths. These samples mineralized formic acid and the reaction rates over these samples changed depending on the wavelength of light. Apparent quantum efficiencies of Cu-Au/SnO2, Au/SnO2 and Ag-Au/SnO2 reached 5.5% at 625 nm, 5.8% at 525 nm and 5.1% at 450 nm, respectively. These photocatalysts can also be used for selective oxidation of alcohols to corresponding carbonyl compounds in aqueous solutions under irradiation of visible light. Wide responses to visible light in formic acid mineralization and selective alcohol oxidation were achieved when three samples were used simultaneously.
  • Copper-Modified Titanium Dioxide: A Simple Photocatalyst for the Chemoselective and Diastereoselective Hydrogenation of Alkynes to Alkenes under Additive-Free Conditions, 古南 博, ChemCatChem, 8, 2019, 2022,   2016年, 査読有り
    概要:Internal alkynes were chemoselectively and diastereoselectively hydrogenated to the corresponding cis-alkenes in alcoholic suspensions of a copper-loaded titanium(IV) oxide photocatalyst without the use of additives and reducing gas, and alkynes having functional groups such as a nitrile group were doubly-chemoselectively converted to the corresponding alkenes.
  • Organically modified titania having a metal catalyst: A new type of liquid-phase hydrogen-transfer photocatalyst working under visible light irradiation and H2-free conditions, H. Kominami, S. Kitagawa, Y. Okubo, M. Fukui, K. Hashimoto, K. Imamura, Phys. Chem. Chem. Phys., 18, 16076, 16079,   2016年, 査読有り
    概要:Organically modified titania having a metal catalyst (OMTC), 2,3-dihydroxynaphthalene (DHN)-modified titania having palladium metal, successfully worked as a hydrogen-transfer (C=C hydrogenation) photocatalyst in the presence of triethanolamine as the hydrogen source under visible light irradiation and hydrogen-free conditions.
  • Meerwein-Ponndorf-Verley-type reduction over a metal-free TiO2 photocatalyst in alcohol: Chemoselective hydrogenation of chlorobenzaldehyde to chlorobenzyl alcohol, M. Fukui, A. Tanaka, K. Hashimoto, H. Kominami, Chem. Lett., 45, 985, 987,   2016年, 査読有り
    概要:p-Chlorobenzaldehyde was almost quantitatively and chemoselectively reduced to p-chlorobenzyl alcohol in alcoholic suspensions of a metal-free titanium(IV) oxide photocatalyst under hydrogen-free conditions. Since alcohols act as electron donors and hydrogen sources, this reaction can be regarded as a heterogeneous Meerwein-Ponndorf-Verley-type reduction over a photocatalyst. Excellent chemoselectivity was also observed in the intermolecular competitive reduction of benzaldehyde (BA) and chlorobenzene (CB), i.e., only BA was reduced to benzyl alcohol, with CB not being reduced.
  • Synergy effect of photoabsorption due to band-gap excitation and surface plasmon resonance on selective photocatalytic oxidation of alcohols to ketones and aldehydes over silver-deposited silver iodide, Y. Nishino, A. Tanaka, K. Hashimoto, H. Kominami, Chem. Lett., 44, 518, 520,   2015年, 査読有り
  • Visible light-induced hydrogen and oxygen formation over Pt/Au/WO3 photocatalyst utilizing two types of photoabsorption due to surface plasmon resonance and band-gap excitation, A. Tanaka, K. Hashimoto, H. Kominami, J. Am. Chem. Soc., 136, 586, 589,   2014年, 査読有り
  • Photocatalytic reactions under irradiation of visible light over gold nanoparticles supported on titanium(IV) oxide powder prepared by using multi-step photodeposition method , A. Tanaka, S. Sakaguchi, K. Hashimoto, H. Kominami, Catal. Sci. Techol., 4, 1931, 1938,   2014年, 査読有り
  • Simultaneous removal of nitrite and ammonia as dinitrogen in aqueous suspensions of a titanium(IV) oxide photocatalyst under reagent-free and metal-free conditions at room temperature, H. Kominami, K. Kitsui, Y. Ishiyama, K. Hashimoto, RSC. Adv., 4, 51576, 51579,   2014年, 査読有り
  • Photocatalytic deoxygenation of sulfoxides to sulfides over titanium(IV) oxide at room temperature without use of metal co-catalysts, H. Kominami, K. Nakanishi, S. Yamamoto, K. Imamura, K. Hashimoto, Catal. Commun., 54, 100, 103,   2014年, 査読有り
  • Selective oxidation of alcohols in aqueous suspensions of rhodium ion-modified TiO2 photocatalysts under irradiation of visible light, S. Kitano, A. Tanaka, K. Hashimoto, H. Kominami, Phys. Chem. Chem. Phys., 16, 12554, 12559,   2014年, 査読有り
  • Chemoselective reduction of nitrobenzenes having other reducible groups over titanium(IV) oxide photocatalyst under protection-, gas- and metal-free conditions, K. Imamura, K. Nakanishi, K. Hashimoto, H. Kominami, Tetrahedron, 70, 6134, 6139,   2014年, 査読有り
  • Photocatalytic hydrogenation of alkenes to alkanes in alcoholic suspensions of palladium-loaded titanium(IV) oxide without use of hydrogen gas, K. Imamura, Y. Okubo, T. Ito, A. Tanaka, K. Hashimoto, H. Kominami, RSC. Adv., 4, 19883, 19886,   2014年, 査読有り
  • Photocatalytic chemoselective reduction of epoxides to alkenes along with formation of ketones in alcoholic suspensions of silver-loaded titanium(IV) oxide at room temperature without use of reducing gas, H. Kominami, S. Yamamoto, K. Imamura, A. Tanaka, K. Hashimoto, Chem. Commun., 50, 4558, 4560,   2014年, 査読有り
  • Effects of Copper(II) Oxide Addition and Red Light Irradiation on Photocatalytic Activity of Indium Oxide under Irradiation of Visible Light, Y. Sasaki, A. Tanaka, K. Hashimoto, H. Kominami, Chem. Lett., 42, 419, 421,   2013年, 査読有り
  • Simultaneous production of aromatic aldehydes and dihydrogen by photocatalytic dehydrogenation of liquid alcohols over metal-loaded titanium(IV) oxide under oxidant- and solvent-free conditions, K. Imamura, H. Tsukahara, K. Hamamichi, N. Seto, K. Hashimoto, H. Kominami, Appl. Catal. A: General, 450, 28, 33,   2013年, 査読有り
  • Preparation of Au/TiO2 with Metal Cocatalysts Exhibiting Strong Surface Plasmon Resonance Effective for Photoinduced Hydrogen Formation under Irradiation of Visible Light, A. Tanaka, S. Sakaguchi, K. Hashimoto, H. Kominami古南 博, ACS Catal., 3, 79, 85,   2013年, 査読有り
  • Stoichiometric production of aminobenzenes and ketones by photocatalytic reduction of nitrobenzenes in secondary alcoholic suspension of titanium(IV) oxide under metal-free conditions, K. Imamura, T. Yoshikawa, K. Hashimoto, H. Kominami, Appl. Catal. B, Environ., 134-135, 193, 197,   2013年, 査読有り
  • Functionalization of plasmonic Au/TiO2 photocatalyst with Ag co-catalyst for quantitative reduction of nitrobenzene to aniline in 2-propanol suspensions under irradiation of visible light, A. Tanaka, Y. Nishino, S. Sakaguchi, T. Yoshikawa, K. Imamura, K. Hashimoto, H. Kominami, Chem. Commun., 49, 2551, 2553,   2013年, 査読有り
  • Photocatalytic reductive dechlorination of chlorobenzene in alkali-free aqueous alcoholic suspension of palladium-loaded titanium(IV) oxide particles in the absence or presence of oxygen, H. Kominami, T. Nishi, K. Fuku, K. Hashimoto, RSC Adv., 3, 6058, 6064,   2013年, 査読有り
  • Non-linear photocatalytic reaction induced by visible-light surface-plasmon resonance absorption of gold nanoparticles loaded on titania particles, A. Tanaka, K. Hashimoto, B. Ohtani, H. Kominami, Chem. Commun., 49, 3419, 3421,   2013年, 査読有り
  • Bifunctionality of Rh3+ Modifier on TiO2 and Working Mechanism of Rh3+/TiO2 Photocatalyst under Irradiation of Visible Light, S. Kitano, N. Murakami, T. Ohno, Y. Mitani, Y. Nosaka, H. Asakura, K. Teramura, T. Tanaka, H. Tada, K. Hashimoto, H. Kominami, J. Phys. Chem. C, 117, 11008, 11016,   2013年, 査読有り
  • Photocatalytic isomerization of 1-butene over palladium-loaded titanium(IV) oxide particles: Lewis acid-like features of the photocatalyst, K. Hashimoto, Y. Masuda, H. Kominami, ACS Catal., 3, 1349, 1355,   2013年, 査読有り
  • Simultaneous and stoichiometric water oxidation and Cr(VI) reduction in aqueous suspensions of functionalized plasmonic photocatalyst Au/TiO2-Pt under irradiation of green light, A. Tanaka, K. Nakanishi, R. Hamada, K. Hashimoto, H. Kominami, ACS Catal., 3, 1886, 1891,   2013年, 査読有り
  • Functionalization of Au/TiO2 Plasmonic Photocatalysts with Pd by Formation of a Core-Shell Structure for Effective Dechlorination of Chlorobenzene Under Irradiation of Visible Light, A. Tanaka, K. Fuku, T. Nishi, K. Hashimoto, H. Kominami, J. Phys. Chem. C, 49, 16983, 16989,   2013年, 査読有り
  • Photocatalytic reduction of benzonitrile to benzylamine in aqueous suspension of palladium-loaded titanium(IV) oxide, K. Imamura, T. Yoshikawa, K. Nakanishi, K. Hashimoto, H. Kominami, Chem. Commun., 49, 10911, 10913,   2013年, 査読有り
  • Preparation of Au/CeO2 Exhibiting Strong Surface Plasmon Resonance Effective for Selective or Chemoselective Oxidation of Alcohols to Aldehydes or Ketones in Aqueous Suspensions under Irradiation by Green Light, A. Tanaka, K. Hashimoto, H. Kominami, J. Am. Chem. Soc., 134, 14526, 14533,   2012年08月, 査読有り
    概要:Au/CeO2 samples with various Au contents were prepared by the multistep (MS) photodeposition method. Their properties including Au particle size, particle dispersion, and photoabsorption were investigated and compared with properties of samples prepared by using the single-step (SS) photodeposition method. The MS- and SSAu/CeO2 samples were used for selective oxidation of benzyl alcohols to corresponding benzaldehydes in aqueous suspensions under irradiation by visible light from a green LED, and the correlations between reaction rates and physical properties of the MS- and SS-Au/CeO2 samples were investigated. Photocatalytic oxidation of benzyl alcohol having an amino group revealed that the Au/CeO2 photocatalyst exhibited high chemoselectivity toward the hydroxyl group of alcohol, i.e, the Au/CeO2 photocatalyst almost quantitatively converted aminobenzyl alcohol to aminobenzaldehyde with 99% yield.
  • Gold-Titanium(IV) Oxide Plasmonic Photocatalysts Prepared by a Colloid-Photodeposition Method: Correlation Between Physical Properties and Photocatalytic Activities, A. Tanaka, A. Ogino, M. Iwaki, K. Hashimoto, A. Ohnuma, F. Amano, B. Ohtani, H. Kominami, Langmuir, 28, 13105, 13111,   2012年08月, 査読有り
    概要:Au nanoparticles were prepared and successfully loaded on TiO2 without change in the original particle size using a method of CPH. The prepared Au nanoparticles supported on TiO2 showed strong photoabsorption at around 550 nm due to SPR of Au and exhibited a photocatalytic activity in mineralization of formic acid in aqueous suspensions under irradiation of visible light. A linear correlation between photocatalytic activity and the amount of Au loaded, that is, the number of Au nanoparticles, was observed, indicating that the activity of Au/TiO2 plasmonic photocatalysts can be controlled simply by the amount of Au loading using the CPH method and that the external surface area of Au nanoparticles is a decisive factor in mineralization of formic acid under visible light irradiation.
  • Preparation of Au/TiO2 exhibiting strong surface plasmon resonance effective for photoinduced hydrogen formation from organic and inorganic compounds under irradiation of visible light, A. Tanaka, S. Sakaguchi, K. Hashimoto, H. Kominami, Catal. Sci. Technol., 2, 907, 909,   2012年03月, 査読有り
    概要:Au/TiO2 samples exhibiting stronger photoabsorption at around 550 nm due to surface plasmon resonance were prepared by using a multi-step photodeposition method and the samples exhibited higher levels of activity for H2 production from various compounds such as 2-propanol, ethanol and ammonia in aqueous suspensions under visible light irradiation.
  • Photocatalytic hydrogen formation from ammonia and methyl amine in an aqueous suspension of metal-loaded titanium(IV) oxide particles, H. Kominami, H. Nishimune, Y. Ohta, Y. Arakawa, T. Inaba, Applied Catalysis B: Environmental, 111, 297, 302,   2012年01月, 査読有り
    概要:Photocatalytic hydrogen (H2) formation from ammonia and methyl amine in aqueous suspensions of metal-loaded titanium(IV) oxide (TiO2) particles was examined under various conditions. Ammonia was decomposed to H2 and nitrogen (N2) with a stoichiometric ratio (3:1, 2NH3 → 3H2 + N2) under a deaerated condition, and side reactions such as deep oxidation of ammonia to nitrite and nitrate did not occur.
  • Photocatalytic reduction of nitrite to dinitrogen in aqueous suspensions of metal-loaded titanium(IV) oxide in the presence of a hole scavenger: an ensemble effect of silver and palladium co-catalysts, H. Gekko, K. Hashimoto, H. Kominami, Physical Chemistry Chemical Physics, in press, 14, 7968, 7970,   2012年, 査読有り
    概要:Nitrite (NO2-) was photocatalytically reduced to dinitrogen (N2) in an aqueous suspension of two kinds of titanium(IV) oxide particles loaded with palladium and silver (Pd-TiO2 and Ag-TiO2) at pH 8 under irradiation of UV light in the presence of sodium oxalate as a hole scavenger. The two metal-loaded TiO2 photocatalysts had different roles in conversion of NO2- to N2 and worked in an effective ensemble without conflict: 1) Pd-TiO2 induced photocatalytic disproportionation of NO2- to N2 and nitrate (NO3-) and 2) Ag-TiO2 selectively reduced the thus-formed NO3- back to NO2- (partially to N2) with oxalate acting as a hole scavenger.
  • Chemoselective reduction of nitrobenzenes to aminobenzenes having reducible groups by titanium(IV) oxide photocatalyst under gas- and metal-free conditions, K. Imamura, K. Hashimoto, H. Kominami, Chem. Commun., 48, 36, 4356, 4358,   2012年, 査読有り
    概要:m-Nitrovinylbenzene was chemoselectively reduced to m-aminovinylbenzene in a suspension of a TiO2 photocatalyst in the presence of hole scavenger at room temperature under atmospheric pressure without the use of a precious metal or reducing gas, and nitrobenzenes having other reducible groups were also chemoselectively reduced to corresponding aminobenzenes.
  • Selective photocatalytic oxidation of aromatic alcohols to aldehydes in an aqueous suspension of gold nanoparticles supported on cerium(IV) oxide under irradiation of green light, A. Tanaka, K. Hashimoto, H. Kominami, Chemical Communications, 47, 10446, 10448,   2011年08月, 査読有り
    概要:Gold nanoparticles supported on cerium(IV) oxide powder showing strong absorption at around 550 nm due to surface plasmon resonance oxidized aromatic alcohols to corresponding aldehydes almost quantitatively in an aqueous suspension under irradiation of green light.
  • Gold and Copper Nanoparticles Supported on Cerium(IV) Oxide―A Photocatalyst Mineralizing Organic Acids under Red Light Irradiation, A. Tanaka, K. Hashimoto, H. Kominami, ChemCatChem, 3, 1619, 1623,   2011年07月, 査読有り
    概要:Gold and copper nanoparticles supported on cerium(IV) oxide (CeO2) powder, which were prepared using a simple multistep photodeposition method, showed strong absorptions at around λ=620 nm attributed to the surface plasmon resonance of Cu-Au nanoparticles and exhibited a higher level of activity than that of Au/CeO2 in the mineralization of organic acids (formic acid and acetic acid) in aqueous suspensions under light irradiation (λ=640 nm) from a red light-emitting diode. The action spectrum in the mineralization of formic acid indicates that this mineralization involved a photoinduced step by the SPR of Cu-Au supported on CeO2. The apparent quantum efficiency reached 7.5% at λ=625 nm and 5.2% even at λ=700 nm.
  • Photocatalytic mineralization of volatile organic compounds over commercial titanium(IV) oxide modified with rhodium(III) ion under visible light irradiation and correlation between physical properties and photocatalytic activity, S. Kitano, K. Hashimoto, H. Kominami, CATALYSIS TODAY, 164, 1, 404, 409,   2011年04月, 査読有り
    概要:Rhodium(III) ion (Rh3+)-modified TiO2 (Rh3+/TiO2) samples having various physical properties and structures were prepared using commercially available TiO2 samples. Thus-prepared Rh3+/TiO2 samples were used for degradation of acetaldehyde or mineralization of acetone with a constant vapor pressure under irradiation of visible light and correlations between the photocatalytic activities and the physical properties were investigated. Rhodium(III) ion on the surface of TiO2 worked as an inorganic photosensitizer and the Rh3+/TiO2 samples showed a kind of volcano-like tendency against specific surface area of TiO2, indicating that the balance of surface area and crystallinity of TiO2 is important in an Rh3+/TiO2 photocatalyst. The role of Rh3+ as a catalyst for multi-electron reduction of oxygen is discussed on the basis of results obtained for Rh3+-modified rutile-type TiO2 samples.
  • Stoichiometric formation of benzene and ketones by photocatalytic dechlorination of chlorobenzene in secondary alcohol suspensions of palladium-loaded titanium(IV) oxide powder in the presence of sodium ion sources, K. Fuku, K. Hashimoto, H. Kominami, Catalysis Science & Technology, 1, 4, 586, 592,   2011年04月, 査読有り
    概要:Photocatalytic dechlorination of chlorobenzene in alcohol suspensions of metal-loaded TiO2 in the presence of sodium ion sources under irradiation of UV light was examined. When palladium (Pd) (or rhodium), 2-propanol and NaOH were used as the metal co-catalyst, alcohol and Na+ source, respectively, benzene and acetone were obtained almost quantitatively and stoichiometrically in a very short time. Chloride ions eliminated from chlorobenzene were immediately solidified as NaCl by NaOH dissolved in 2-propanol and separated from other products such as benzene and acetone dissolved in 2-propanol.
  • Photocatalytic Mineralization of Acetic Acid in Aqueous Suspension of Metal-loaded Cerium(IV) Oxide under Irradiation of Visible Light, A. Tanaka, K. Hashimoto, H. Kominami, Chemistry Letters, 40, 354, 356,   2011年03月, 査読有り
    概要:Photocatalytic activity of cerium(IV) oxide (CeO2) particles in decomposition of acetic acid in aqueous suspension was examined under irradiation of visible light. Acetic acid was decomposed to carbon dioxide (CO2) and the rate of CO2 formation was increased by loading of 0.1 wt% cocatalysts (Pt, Au, Rh, Ru, Pd, Ag, Cu, and Ir) on CeO2 by photodeposition. Cocatalysts showed almost the same levels of enhancement of CO2 evolution, i.e., Ag/CeO2 and Cu/CeO2 exhibited rates similar to that of Pt/CeO2. The action spectrum revealed that decomposition of acetic acid was induced by photoabsorption of CeO2.
  • Gold nanoparticles supported on cerium(IV) oxide powder for mineralization of organic acids in aqueous suspensions under irradiation of visible light of lamda = 530 nm, H. Kominami, A. Tanaka, K. Hashimoto, Applied Catalysis A: General, 397, 121, 126,   2011年03月, 査読有り
    概要:Gold (Au) nanoparticles supported on cerium(IV) oxide (CeO2) were prepared by the photodeposition method. These samples showed strong absorption at around 550 nm due to localized surface plasmon resonance (LSPR) of Au. These Au/CeO2 samples were used for mineralization of organic acids (formic acid, oxalic acid and acetic acid) in the aqueous suspensions under irradiation of visible light (> ca. 520 nm) and three acids were stoichiometrically decomposed to carbon dioxide.
  • Photocatalytic reduction of nitrobenzenes to aminobenzenes in aqueous suspensions of titanium(IV) oxide in the presence of hole scavengers under deaerated and aerated conditions, K. Imamura, S.-i. Iwasaki, T. Maeda, K. Hashimoto,a B. Ohtani, H. Kominami, Physical Chemistry Chemical Physics, 13, 5114, 5119,   2011年02月, 査読有り
    概要:Photocatalytic reduction of nitrobenzenes to corresponding aminobenzenes in aqueous suspensions of titanium(IV) oxide (TiO2) containing hole scavengers under various conditions was examined. In photocatalytic reduction of m-nitrobenzenesulfonic acid (m-NBS) in the presence of formic acid (FA) under deaerated conditions, m-aminobenzenesulfonic acid (m-ABS) was produced almost quantitatively in acidic suspensions and high efficiency (>99%) in FA utilization as a hole scavenger was achieved. No re-oxidation of m-ABS occurred in acidic conditions both in the presence and absence of FA. The high yield of m-ABS was explained by strong ability of FA as a hole scavenger and possible repulsion of the reduced functional group (ammonium group, ?NH3+) from the protonated, i.e., positively charged TiO2 surface in acidic suspensions avoiding re-oxidation of m-ABS.
  • Photocatalytic disproportionation of nitrite to dinitrogen and nitrate in an aqueous suspension of metal-loaded titanium(IV) oxide nanoparticles, 古南 博, 月向仁志, 橋本圭司, Physical Chemistry Chemical Physics, 12, 15423, 15427,   2010年12月, 査読有り
    概要:Photocatalytic reaction of nitrite ion in aqueous suspensions of bare and metal-loaded TiO2 particles was examined without electron and hole scavengers under irradiation of UV light. In the bare TiO2 system, disproportionation of NO2- to N2 (or N2O) and NO3- with nitrogen balance (NB) and redox (ROB) balance close to unity within experimental errors was observed, although the reaction was slow. Palladium (Pd)-loaded TiO2 particles exhibited an extraordinarily large rate of disproportionation of NO2- in their aqueous suspension, i.e., NO2- was almost completely converted to N2 (or N2O) and NO3- even after only 3-h photoirradiation, both the values of NB and ROB being close to unity.
  • Photocatalytic degradation of 2-propanol over metal-ion-loaded titanium(IV) oxide under visible light irradiation: Effect of physical properties of nano-crystalline titanium(IV) oxide, 古南 博, 北野翔, 橋本圭司, Applied Catalysis B: Environmental, 101, 3, 206, 211,   2010年10月, 査読有り
    概要:Using the adsorption method, small amounts of rhodium ion (Rh3+) or copper ion (Cu2+) were loaded on nanocrystalline titanium(IV) oxide (TiO2) with various physical properties prepared by the HyCOM (hydrothermal crystallization in organic media) method and subsequent calcination at various temperatures. In photocatalytic degradation of 2-propanol under visible light irradiation, Rh3+-modified HyCOM-TiO2 samples exhibited higher levels of activity than did Cu2+-modified HyCOM-TiO2 samples and the nitrogen-doped TiO2 sample. The Rh3+-modified HyCOM-TiO2 samples showed a volcano-like tendency with calcination temperature, suggesting that the balance of surface area and crystallinity of TiO2 is important in an Rh3+/TiO2 photocatalyst. Rutile-type TiO2 modified with Cu2+ exhibited the highest level of activity among the Cu2+/HyCOM-TiO2 samples.
  • Photocatalytic degradation of 2-propanol under irradiation of visible light by nanocrystalline titanium(IV) oxide modified with rhodium ion using adsorption method, 古南 博, 北野翔, 橋本圭司, Chemistry Letters, 39, 6, 627, 629,   2010年07月, 査読有り
    概要:Using adsorption method, a small amount of rhodium ion (Rh3+) was loaded on nanocrystalline titanium(IV) oxide (TiO2) with various physical properties prepared by HyCOM and subsequent calcinations at various temperatures. In photocatalytic degradation of 2-propanol under visible light irradiation, Rh3+-modified HyCOM-TiO2 samples exhibited higher levels of activity than did nitrogen-doped TiO2 sample and showed a volcano-like tendency with calcination temperature, suggesting that the balance of surface area and crystallinity of TiO2 is important in an Rh3+/TiO2 photocatalyst.(英文)
  • Photocatalytic selective oxidation of methanol to methyl formate in gas phase over titanium(IV) oxide in a flow-type reactor, 古南 博, 菅原 洋, 橋本圭司, Catalysis Communications, 11, 426, 429,   2010年, 査読有り
    概要:Photocatalytic oxidation of methanol in air over titanium(IV) oxide particles having a large surface area of 120 m2g-1 using a flow-type reactor at room temperature yielded methyl formate with a high level of selectivity (91 mol%) without catalyst deactivation due to deposition of intermediate(s). The conversion of methanol increased with elevation of the reaction temperature up to 523 K maintaining high selectivity.
  • Photocatalytic homogeneous oxidation of organic compounds in aqueous solutions containing iron(III) ion: A very simple method for mineralization of organic pollutants in water, 古南 博, 今西正千代, 橋本圭司, Chemistry Letters, 39, 4, 352, 353,   2010年, 査読有り
    概要:Photoirradiation of UV light to aqueous solutions of various organic compounds (acetic acid, alcohols, ketones, phenol and benzenesulfonic acid) containing a small amount of metal ions was examined under an aerated condition at room temperature. These organic compounds were quantitatively decomposed to carbon dioxide in the presence of iron(III) ion, indicating that hydrated iron(III) complex acted as an efficient homogenous photocatalyst.
  • Homogeneous photocatalytic mineralization of acetic acid in an aqueous solution of iron ion, 古南 博, 今西正千代, 橋本圭司, Applied Catalysis B: Environmental, 97, 213, 219,   2010年, 査読有り
    概要:Homogeneous photocatalytic mineralization (decomposition to carbon dioxide (CO2)) of acetic acid in dilute aqueous solutions of various metal ions was examined at room temperature under irradiation of UV light in the presence of oxygen (O2). Iron ion exhibited a much higher level of activity among the metal ions studied for mineralization of acetic acid. The rate of CO2 formation was proportional to first-order partial pressure of O2 and concentrations of iron ion and acetic acid, whereas the rate was in inverse proportional to first-order proton concentration. The rate equation, r = k PO2 [[FeIII(H2O)6]3+] [AcOH] [H+]-1, in overall photocatalytic mineralization of acetic acid was derived from these results. The mechanism of the photocatalytic mineralization of acetic acid in an aqueous solution of ion was proposed.
  • Mineralization of organic acids in aqueous suspensions of gold nanoparticles supported on cerium(IV) oxide powder under visible light irradiation, 古南 博, 田中淳皓, 橋本圭司, Chem. Commun., 46, 1287, 1289,   2010年, 査読有り
    概要:Gold nanoparticles supported on cerium(IV) oxide powder showed strong absorption at around 550 nm due to localized surface plasmon resonance of Au and exhibited a higher level of activity than other Au-supporting samples in mineralization of organic acids in aqueous suspensions under irradiation of visible light (4ca. 520 nm).
  • Photocatalytic reductive dechlorination of chlorobenzene to benzene in 2-propanol suspension of metal-loaded titanium(IV) oxide nanocrystals in the presence of dissolved sodium hydroxide, 福 康二郎, 橋本圭司, 古南 博, Chem. Commun., 46, 5118, 5120,   2010年, 査読有り
    概要:Photocatalytic reaction of chlorobenzene in 2-propanol suspension of palladium-and rhodium-loaded titanium(IV) oxide nanocrystals in the presence of dissolved sodium hydroxide under deaerated conditions, in which 2-propanol, metal loaded (palladium and rhodium) and sodium hydroxide effectively acted as hole scavenger, co-catalyst and chloride solidifier, respectively, quantitatively gave benzene and chloride ions with a high stoichiometry.
  • Photocatalytic Reduction of Nitrobenzene to Aniline in an Aqueous Suspension of Titanium(IV) Oxide Particles in the Presence of Oxalic Acid as a Hole Scavenger and Promotive Effect of Dioxygen in the System, 古南 博, 岩崎 伸一 前田 剛志, 今村 和也 橋本 圭司 計良 善也, 大谷 文章, Chemistry Letters, 38, 410, 411,   2009年03月, 査読有り
    概要:Nitrobenzene was effectively and selectively reduced to aniline in an acidic aqueous suspension of titanium(IV) oxide photocatalyst in the presence of oxalic acid as a hole scavenger and the aniline yield was improved in the presence of a small amount of dioxygen.
  • Rapid Saponification of Fatty Acid Methyl Esters with Aqueous Alkali Hydroxide Solutions Using a Long Narrow Tubular Reactor, 古南 博, 神應寺厚志, 橋本圭司, 伊藤征司郎, Topics in Catalysis, 52, 795, 800,   2009年, 査読有り
    概要:Saponification of various fatty acid methyl esters with an aqueous solution of sodium or potassium hydroxide (NaOH(aq) or KOH(aq)) using a long narrow tubular reactor (TR) was studied at 333 K to elucidate effects of their carbon number on the apparent diffusion constant (k). Saponification by a conventional method, batch-type system (BR), was also studied for comparison with that in the TR. All of the saponification rates obeyed the Nernst diffusion rate equation, and the values of k were determined from their Nernst plots. The values of k in the TR system were more than 500-times larger than those in the BR system.
  • Accelerated Saponification of Methyl Dodecanoate with Aqueous Sodium Hydroxide Solution in the Presence of Alcohols in a Silicone Rubber Tube as a Flow-type Reactor, 古南 博, 神應寺厚志, 橋本圭司, 伊藤征司郎, Bull. Chem. Soc. Jpn., 82, 4, 509, 513,   2009年, 査読有り
    概要:Saponification of methyl dodecanoate with an aqueous sodium hydroxide solution in the absence and presence of alcohols was studied using a tubular reactor made of silicone tube to elucidate effects of alcohol addition on the saponification. The reaction rates of saponification were accelerated significantly when alcohols were dissolved in methyl dodecanoate and the rates were increased in the order: without alcohol << ethanol < propanol < butanol. The rates in all cases obeyed the Nernst diffusion rate equation, and the values of apparent diffusion constant, ka, that were determined from the slope of Nernst plots were increased in the above order, indicating that diffusion of sodium ion in the aqueous solution into the mixture of methyl dodecanoate and alcohol was much easier than that to methyl dodecanoate without alcohol.
  • Photo-oxidation of nitrogen oxide over titanium(IV) oxide modified with platinum or rhodium chlorides under irradiation of visible light or UV light, 古南 博, 橋本圭司, 角田勝俊, 北野 翔, 山本和登, 金銅伸明, 計良善也, Catalysis Today, 144, 37, 41,   2009年, 査読有り
    概要:Titanium(IV) oxide samples modified with platinum or rhodium chloride (H2PtCl6/TiO2 or RhCl3/TiO2) were prepared by an impregnation method and post-calcination at various temperatures and were used for photo-oxidation of nitrogen oxide under irradiation of visible light or UV light. Only a small amount of released NO2 was observed in the RhCl3/TiO2 catalyst, whereas in the H2PtCl6/TiO2 catalyst, the amount of NO2 released to gas phase increased with an increase in oxidation products.
  • Preparation of a Visible Light-responding Photocatalyst via Nitrogen Doping to Titanium(IV) Oxide Modified with a Silane Coupling Reagent, 古南 博, 竹内健太, 橋本圭司, 佐山和弘, Electrochemistry, 76, 2, 118, 120,   2008年, 査読有り
    概要:A titanium(IV) oxide (TiO2) sample having a large surface area and showing a large visible light absorption was prepared by modification of commercial TiO2 with a silane coupling reagent and subsequent nitrogen doping with ammonia at 500?C. The thus-prepared visible light-responding TiO2 sample was used photoinduced removal of gaseous nitrogen oxides (NOx) under irradiation from blue light-emitting diodes or white fluorescent lamp and exhibited higher level of NOx removal than nitrogen-doped unmodified TiO2. A remarkable improvement in NOx removal was achieved by removing silica species with sodium hydroxide solution presumably due to the large surface area for effective adsorption of NOx and storage of nitric acid, and sufficient efficiency for both visible light and UV light.
  • Continuous Saponification of Methyl Laurate Using Long Narrow Tubes as a Reactor, 古南 博, 神應寺厚志, 橋本圭司, 伊藤征司郎, Ind. Eng. Chem. Res., 47, 1464, 1467,   2008年, 査読有り
    概要:Saponification of methyl laurate with an aqueous solution of sodium hydroxide was carried out in long narrow tubes made of silicone rubber. The saponification rate obeyed the Nernst diffusion equation. The apparent diffusion constant in the tubular reactor with a tube of 1.7 mm in inner diameter and 8 m in of length was about 300-times larger than that in a beaker at 333 K. The apparent activation energies of diffusion were determined to be 14 and 12 kJ mol-1 for tubular reactors with tubes of 8 m in length and 0.8 mm and 1.7 mm in inner diameter, respectively. These values are in good agreement with those of some reagents, 12-21 kJ mol-1, in a liquid phase. The results indicated that the rate-controlling step of the saponification is diffusion of sodium ions and and/or hydroxide ions into methyl laurate.
  • Visible light induced oxidative removal of nitrogen oxides in air by metal chloride modified titanium(IV) oxide nanoparticles, 古南 博, 角田勝俊, 山本和登, 金銅伸明, 橋本圭司, 計良善也, Res. Chem. Intermed., 34, 587, 601,   2008年, 査読有り
    概要:Various metal chloride-modified titanium(IV) oxide (TiO2) (MCMT) samples were prepared by loading metal chloride on commercial TiO2 nanoparticles (Ishihara ST-01) having a large specific surface area and used for photoinduced oxidative removal of nitrogen oxides (NOx) in air under irradiation of visible light and/or ultraviolet (UV) light. The NOx removal activity of MCMT samples under photoirradiation from a blue fluorescent lamp (BFL) with UV cut-filter decreased in the following order: RhCl3/ST-01 > H2PtCl6/ST-01 > RuCl3/ST-01 > ST-01 > IrCl4/ST-01 > HAuCl4/ST-01, indicating that RhCl3, H2PtCl6 and RuCl3 fixed on TiO2 effectively worked as photosensitizer for NOx removal. Especially, NOx was almost quantitatively fixed as nitrate on RhCl3/ST-01 photoirradiated with BFL or blue light emission diodes.
  • Direct solvothermal formation of nanocrystalline TiO2 on porous SiO2 adsorbent and photocatalytic removal of nitrogen oxides in air over TiO2-SiO2 composites, 古南 博, 雪下君代, 木村高志, 大学院総合理工学研究科, 橋本圭司, 計良善也, 大谷文章, Topics in Catalysis, 47, 155, 161,   2008年, 査読有り
    概要:Solvothermal decomposition of titanium(IV) tert-butoxide (TTB) in toluene at 573 K in the presence of silica gel (SiO2) with continuous stirring yielded a titanium(IV) oxide (TiO2)-SiO2 composite in which agglomerates of nanocrystalline TiO2 were deposited on the surfaces of SiO2 particles. Various TiO2-SiO2 composites having different TiO2 contents can be synthesized by changing the ratio of TTB and SiO2, and the composites had large surface areas corresponding to porous properties of SiO2. These TiO2-SiO2 composites were used for photocatalytic removal of nitrogen oxides in air and their photocatalytic performances were compared with those of other TiO2-SiO2 samples prepared by different methods. Solvothermally-synthesized 74wt%TiO2-SiO2 composite exhibited excellent photocatalytic performance (almost stoichiometric removal of NOx (98%) and very low NO2 release (0.3%)) attributable to high photocatalytic activity of TiO2 and high adsorption property of SiO2.
  • Evaluation of electron?hole recombination properties of titanium(IV) oxide particles with high photocatalytic activity, 古南 博, 村上伸也, 計良善也, 池田 茂, 野口秀典, 魚崎浩平, 大谷文章, Res. Chem. Intermed., 33, 285, 296,   2007年, 査読有り
    概要:Electron?hole recombination in nano-sized titanium(IV) dioxide (TiO2) particles with various physical properties, which have been shown to be highly active photocatalysts, was evaluated by quantitative analysis of reduced titanium species (Ti3+), which might be formed at crystalline defective sites in TiO2 particles through photo-irradiation in the presence of a hole scavenger under deaerated conditions.
  • Combustion of Toluene over Titanium(IV) Oxide Catalyst, 古南 博, 安 炳九, 貝田佐知子, 三宅 亨, 谷 徹, 樫本逸志, J. Jpn. Petrol. Inst., 50, 5, 283, 286,   2007年, 査読有り
    概要:Combustion catalysts free from precious metals, such as platinum, for removal of volatile organic compounds were investigated. Common metal oxides (titanium(IV) oxide (TiO2), alumina and silica) were selected as candidates for a catalyst for combustion of toluene at low concentrations. Complete conversion of toluene was not achieved even at 500?C without catalysts, although the ignition point of toluene is 480?C. TiO2 exhibited the highest activity for combustion of toluene among representative metal oxides. Toluene was almost quantitatively converted to carbon dioxide (>99% yield) over TiO2 under the condition of appropriate contact time at 500?C.
  • ランタン-鉄前駆体のグリコサーマル反応によるペロブスカイト型ランタン鉄酸化物の合成, Journal of American Ceramic Society, Vol. 85 pp. 2148-2150,   2002年
  • 1-ヘキサデシルピリジニウムカチオンで修飾された一連のランタニドデカタングステンによるアリルアルコール類の選択的過酸化水素酸化, Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, Vol. 184 pp. 413-429,   2002年
  • 耐熱性アルミナ修飾チタニアの新規合成法-有機溶媒中におけるアルコキシドの熱分解-, 河野 将明, 古島 利美, 古南 博, 香川 公司, 計良 善也, 日本化学会誌, 3, 179, 182,   2001年, 査読有り
  • 少量の水を含む有機溶媒中におけるランタンアセチルアセトナート二水和物の熱処理による二酢酸一水酸化ランタンの生成, 古南 博, 尾上 誠一, 野中 聡美, 計良 善也, ニホン セラミックス キョウカイ ガクジュツ ロンブンシ, 107, 1247, 682, 685,   1999年, 査読有り
  • ゼオライトキャビティー内に挿入された酸化セリウムとその反応性, HASHIMOTO K, MATZUO K, KOMINAMI H, KERA Y, 英国化学会児;ファラティー会報, 93, 20, 3729, 3732,   1997年, 査読有り
  • H2O2-セリウム(ル)デカタングスモンアニオン(CeW10O368-)反応系で生成する多核パーオキソ錯体のその場FT-IR研究, SHIOZAKI R, NISHIO E, MORIMOTO M, KOMINAMI H, MAEKAWA M, KERA Y, Applied Spectroscopy, 50, 4, 541, 544,   1996年, 査読有り
  • シランカップリング剤修飾ミリカ担持ヘテロポリモリブトリン酸触媒によるイソ酪酸の酸化的脱水素反応, 鎌田 正彦, 古南 博, 計良 善也, 日本化学会誌, 3, 300, 302,   1996年, 査読有り
  • 少量の水を含む有機溶媒中におけるオルトリン酸アルミニウムの結晶化と転移, KOMINAMI H, MATSUO K, KERA Y, Journal of American Ceramic Society, 79, 9, 2506, 2508,   1996年, 査読有り
  • グリコサーマル法によるガドリニウムガーネットのサブミクロン球状結晶の合成, INOUE M, OTSU H, KOMINAMI H, INUI T, Journal of Materials Science Letters, 14, 18, 1303, 1305,   1995年, 査読有り
  • アルミニウムアルコキシドのグリコサーマル処理とそれに続く焼成による大きな細孔径と細孔容積を持つアルミナの合成, INOUE M, KOMINAMI H, INUI T, Journal of Materials Science, 29, 9, 2459, 2466,   1994年, 査読有り
  • 木炭による一酸化窒素の還元, 古南博, 沢井一喜, 人見充則, 安部郁夫, 計良善也, 日本化学会誌, 6, 582, 584,   1994年, 査読有り

書籍等出版物

  • 有機シランで修飾されたチタニア担体を用いる酸化窒素の選択的触媒還元用のバナジウム系触媒の調製, Studies in Surface Science and Catalysis,   2002年
  • 光触媒作用:科学と技術, 古南 博, 計良 善也, 村上伸也, 大谷文章, 共著, 講談社,   2002年10月
    概要:第3章(Design, Preparation and Characterization of Highly Active Metal Oxide Photocatalysts)担当。酸化チタンを中心とする酸化物系の光触媒の調製法について概説した上で、高活性光触媒の設計、調製法およびその評価した結果について解説した。(英文)

講演・口頭発表等

  • 表面プラズモン共鳴誘起型光触媒の機能化, 古南 博, 田中 淳皓, 橋本 圭司, 第32回光がかかわる触媒化学シンポジウム,   2013年06月, 第32回光がかかわる触媒化学シンポジウム
    概要:近年、可視光を豊富に含む太陽光でも効率的に駆動する光触媒の開発が精力的に行われている。新たな可視光応答型光触媒として、金(Au)ナノ粒子の表面プラズモン共鳴(SPR)に誘起された触媒系が多く報告されている。Auナノ粒子は特定の波長の光を照射すると、大きさや形状により光吸収の強度や波長が変わる。通常、金属中の電子は光と相互作用しないが、金属表面やナノ微粒子中の電子はある条件で光と相互作用する。我々は、Au修飾酸化セリウムがSPRによる強い吸収を示し、この触媒系が可視光照射条件において、水中有機化合物の無機化反応や芳香族アルコールのアルデヒドへの選択酸化反応に活性を示すことを見い出した。本研究ではコロイド電着法により調製したAuと光析出法により調製した金属助触媒を共存させた酸化チタン系光触媒材料を調製し、これを用いた各種光触媒反応について検討した。
  • 強い表面プラズモン共鳴を示す金ナノ粒子による多光子光触媒反応, 古南 博, 田中 淳皓, 橋本 圭司, 第111回触媒討論会,   2013年03月, 第111回触媒討論会
    概要:近年、金ナノ粒子の表面プラズモン共鳴に誘起された可視光光触媒反応が数例報告されている。我々はコロイド電着法で金ナノ粒子を酸化チタン(IV)に担持した触媒を用いた各種有機酸の分解反応における光強度依存性を検討した。反応速度は光強度の1.2~1.8次に比例し、本系が多光子反応系であることが示唆された。ここでは、反応次数の影響と反応機構について報告する。
  • 助触媒修飾金-酸化チタン(IV)による含塩素芳香族化合物の可視光誘起脱塩素反応, 古南 博, 田中 淳皓, 橋本 圭司, 第93回日本化学会春季年会,   2013年03月, 第93回日本化学会春季年会
    概要:有機性廃棄物処理に関する様々な問題が生じている。特に含塩素芳香族化合物は人体に有害なものが多い。本研究は含塩素芳香族化合物を光触媒的に脱塩素化し、脱塩素芳香族化合物の回収・再利用することを目的とする。金ナノ粒子と金属助触媒を担持した酸化チタン(IV)を用いたクロロベンゼンの脱塩素反応を可視光照射下で行ったところ、化学量論量通りに反応が進行し、定量的にベンゼンが生成することを見いだした。
  • 可視光応答型金属イオン修飾酸化チタン光触媒の特性評価, 古南 博, 北野 翔 , 橋本圭司, 東京大学,   2012年12月, 東京大学
  • 表面プラズモン共鳴を利用した可視光応答型光触媒の調製とその評価, 古南 博, 田中 淳皓, 橋本 圭司, 第31回固体・表面光化学討論会,   2012年11月, 第31回固体・表面光化学討論会
    概要:表面プラズモン共鳴誘 起型光触媒の新たな調製法と可視光光触媒反応について検討したので、その結果を報告する。
  • Gold-Titanium(IV) Oxide Plasmonic Photocatalysts Prepared by Newly Developed Colloid-Photodeposition Method: Correlation Between Physical Properties and Photocatalytic Activities, 古南 博, 田中 淳皓, 橋本 圭司, Gold2012,   2012年09月, Gold2012
    概要:In this study, we examined preparation of Au/TiO2 having a sharp size distribution of Au nanoparticles without agglomeration by using various methods. Here we report preparation of Au/TiO2 with various amounts of Au loading and correlation between the amount of Au, TiO2 properties and photocatalytic activity in mineralization of organic acids under irradiation of visible light.
  • 表面プラズモン共鳴誘起型光触媒による可視光水素生成反応の高速化, 古南 博, 田中 淳皓, 橋本 圭司, 第110回触媒討論会,   2012年09月, 第110回触媒討論会
    概要:近年、可視光応答性光触媒材料により、水素を生成する研究が精力的に行われている。我々は表面プラズモン共鳴誘起型光触媒による可視光水素生成に成功した。本研究では、この光触媒の高活性化について検討したので、その結果を報告する。
  • Gold nanoparticle-modified cerium(IV) oxide inducing plasmonic selective oxidation of aromatic alcohols under irradiation of visible light, 古南 博, 田中 淳皓, 橋本 圭司, Gold2012,   2012年09月, Gold2012
    概要:Gold nanoparticles supported on cerium(IV) oxide powder showing strong absorption at around 550 nm due to surface plasmon resonance oxidized aromatic alcohols to corresponding aldehydes almost quantitatively in an aqueous suspension under irradiation of green light.
  • Au/CeO2: A new-type photocatalyst for selective oxidation of aromatic alcohols to aldehydes working under visible light irradiation, 古南 博, 田中 淳皓, 橋本 圭司, IPS-19,   2012年08月, IPS-19
    概要:we found that a new material, i.e., Au/CeO2, exhibited a much higher level of activity than did other supported Au materials such as Au/TiO2 and Au/silica in photoinduced mineralization of organic acids in an aqueous suspension under irradiation of visible light matching the absorption due to SPR of Au. In this study, we report a new photocatalysis of Au/CeO2, i.e., almost stoichiometric oxidation of benzyl alcohols to benzaldehydes under irradiation of green light from an LED. A linear correlation was observed between the external surface area of Au nanoparticles loaded on CeO2 and the rate of photocatalytic benzaldehyde formation, indicating that the external surface area of Au loaded on CeO2 rather than the amount of Au loaded is an important factor controlling the photocatalytic activity of Au/CeO2 under visible light irradiation.
  • Selective photocatalytic oxidation of aromatic alcohols in aqueous suspension of Rh3+ modified TiO2 under visible light irradiation, 古南 博, 北野 翔, 田中淳皓, 橋本圭司,   2012年07月
  • 水溶媒中における可視光応答型パラジウムイオン修飾酸化チタン光触媒によるベンジルアルコールの選択酸化, 古南 博, 北野 翔, 田中淳皓, 橋本圭司, 慶應義塾大学,   2012年03月, 慶應義塾大学
    概要:Selective photocatalytic oxidation of alcohol to aldehyde was performed in aqueous suspension of titanium(IV) oxide (TiO2) modified with palladium ion (Pd2+) under visible light irradiation. In selective oxidation of benzyl alcohol to benzaldehyde as a model reaction, the high yield (96%) was obtained by the use of rutile-type TiO2.
  • 金ナノ粒子修飾酸化セリウム(IV)光触媒による 芳香族アルコールのアルデヒドへの選択酸化反応: 多段階光析出法の効果, 古南 博, 田中淳皓, 橋本圭司, 触媒討論会,   2012年03月, 触媒討論会
  • 多段階光析出法による 金ナノ粒子修飾酸化チタン(IV)の調製と可視光照射下における光誘起水素生成, 古南 博, 田中淳皓, 橋本圭司, 日本化学会,   2012年03月, 日本化学会
  • 可視光応答型酸化インジウム光触媒によるVOC分解とその反応解析, 古南 博, 佐々木康友, 橋本圭司, 日本化学会,   2012年03月, 日本化学会
    概要:近年、太陽光や室内の照明光に多く含まれる可視光に応答する光触媒の研究が行われている。当研究室では各種助触媒を修飾した酸化インジウム(In2O3)が可視光照射下、VOCの分解反応において高い光触媒活性を示すことを見出している1)。また、酸化銅(II)を担持した触媒は赤色光に応答し、青赤2色光の照射により、その分解活性が高くなることを報告している2)。そこで本研究では、本触媒系の助触媒効果および照射光の波長依存性、基質適合性について検討した。
  • バイオマスを利用した光触媒水素生成反応に対する白金担持酸化チタンの物性の影響, 古南 博, 橋本 圭司, 巻野 友唯, 光触媒シンポジウム光触媒反応の最近の展開,   2012年, 光触媒シンポジウム光触媒反応の最近の展開
    概要:白金担持酸化チタン(IV)光触媒は、廃バイオマスのひとつであるグリセリンやグリシンから水素を生成できる。この反応系は、水の完全分解による水素生成に比べ熱力学的に有利で、しかも廃棄物を処理しながら水素を生成できる。しかしながら、この反応系の高活性化を試みた研究は少ない。我々はこの反応系において、酸化チタンの比表面積が水素生成活性に比例すること、また助触媒として安価なニッケルを担持した酸化チタンを用いても水素生成が可能であることを報告してきた。本研究では、さらなる物性-活性相関の調査を進め、触媒学会参照酸化チタン各種へのグリセリン及びグリシンの飽和吸着量が水素生成に与える影響を検討した。
  • 酸化銅-酸化インジウム可視光応答型光触媒によるVOC分解反応, 古南 博, 佐々木康友, 橋本圭司, 第18回光触媒シンポジウム,   2011年12月, 第18回光触媒シンポジウム
    概要:近年、ホルムアルデヒドなどの揮発性有機化合物(VOC)による室内環境の汚染が問題となっている。光触媒の代表例である酸化チタン(TiO2)は高い活性を示し、化学的に安定である。しかし、TiO2の光触媒活性の発現には紫外光の照射が必要であり、可視光には応答しないため、室内の光源や空気清浄機の光源としてLED照明が普及すると紫外光応答型の光触媒は全く使用できなくなる。したがって、可視光のみが存在する条件において効率的に作用する可視光応答型光触媒の開発は重要であり、現在まで精力的に研究されている。一例として、可視光によりバンドギャップ励起が起こる酸化タングステン(VI)と助触媒を組み合わせた触媒系1-3)が報告されている。本研究室では、新規な可視光応答型光触媒として酸化銅(II)(CuO)を酸化インジウム(In2O3)に担持した酸化銅担持酸化インジウム(CuO-In2O3)が高い光触媒活性を示すことを報告した4)。本研究では、可視光照射下におけるVOC分解性能
  • 可視光を利用した酸化銅-酸化インジウム複合光触媒による有機物分解反応, 古南 博, 佐々木康友, 橋本圭司, 日本エネルギー学会関西支部,   2011年12月, 日本エネルギー学会関西支部
    概要:光触媒の代表例である酸化チタン(TiO2)は有機化合物の分解に対して高い活性を示し、化学的に安定であるが、光触媒活性の発現には紫外光の照射が必要であり、可視光には応答しない。そのため、室内光源として紫外光を含まないLED照明が普及すると、TiO2の光触媒作用は全く利用できなくなる。したがって、可視光のみが存在する条件において効率的に作用する可視光応答型光触媒の開発は重要であり、現在まで精力的に研究されている。その一例として、可視光によりバンドギャップ励起が起こる酸化タングステン(VI)と助触媒を組み合わせた触媒系などが報告されている。本研究では、新規な可視光応答型光触媒として酸化銅(II)(CuO)を酸化インジウム(In2O3)に担持した酸化銅担持酸化インジウム(CuO-In2O3)が可視光照射下において、高い光触媒活性を示すことを見出し、本触媒の揮発性有機化合物の分解性能を評価した。
  • 可視光応答型酸化タングステン(VI)光触媒の高活性化, 古南 博, 阪口聡, 橋本圭司, 光触媒シンポジウム光触媒反応の最近の展開,   2011年12月, 光触媒シンポジウム光触媒反応の最近の展開
    概要:揮発性有機化合物の無機化活性があるCu-WO3 と安価な吸着材のシリカを複合することでCu-WO3の使用量の削減および光触媒活性の向上に成功した。
  • 酸化インジウム光触媒に対する酸化銅の担持効果, 古南 博, 佐々木康友, 橋本圭司, 日本化学会,   2011年11月, 日本化学会
    概要:代表的な光触媒である酸化チタンは紫外光照射下で高い活性を示す。しかし、屋内には紫外光がほとんど存在しないので、わずかな光触媒活性を示すだけである。そのため、太陽光や照明光に多く含まれる可視光に応答する光触媒の研究が多く行われている。近年、助触媒を担持した酸化タングステンが可視光照射下において高い光触媒活性を示すことが報告された。我々は、これまで報告例の少ない酸化インジウムに注目し、助触媒として酸化銅を組み合わせた酸化銅複合酸化インジウム光触媒が可視・紫外光照射下における揮発性有機化合物分解反応において、高い光触媒活性を示すことを報告した。本研究では、可視光照射下における揮発性有機化合物分解能の向上および長波長光である赤色光照射の影響を検討した。その結果、酸化インジウムが吸収する青色光に加えて、酸化銅のみが吸収する赤色光を照射することで、酸化銅複合酸化インジウム光触媒の光触媒活性が向上するこ
  • 可視光応答型酸化銅担持酸化インジウム光触媒における赤色光照射効果の解析, 古南 博, 佐々木康友, 橋本圭司, 近畿化学協会触媒・表面部会,   2011年11月, 近畿化学協会触媒・表面部会
    概要:酸化インジウムに酸化銅を複合することで、長波長の可視光である赤色光までも有効に利用できる新規可視光応答性光触媒の調製に成功した。
  • パラジウム担持酸化チタン(IV)によるブテンの熱-光触媒的異性化反応および反応機構の検討, 古南 博, 増田悠佑, 橋本圭司, 近畿化学協会触媒・表面部会,   2011年11月, 近畿化学協会触媒・表面部会
    概要:酸化チタンへのパラジウム担持により1‐ブテンの異性化が室温で進行し、パラジウムの熱触媒作用を酸化チタンの励起電子と正孔が加速させる反応機構を明らかにした。
  • 細管を反応場とする二液相分離型クネーフェナーゲル縮合反応, 古南 博, 三桝忠祐, 橋本圭司, 日本化学会,   2011年11月, 日本化学会
    概要:クネーフェナーゲル縮合反応は、有機合成において重要なC-C結合を形成させる反応である。近年、高効率化及び触媒のリサイクルの観点から、不均一系触媒やイオン性液体のような溶媒が使用されている。 本研究は、更なる高効率化および、簡便な触媒回収手段の構築のため、流通型チューブラーリアクター(TR)及び均一系触媒を用い、油相(基質)と触媒水相の2相分離系で反応を行った。この系は、反応後触媒が自発的分離するので、触媒と生成物の分離が容易であった。さらにTRを用いることで、従来のバッチ型リアクターに比べ高い生産性を示すと共に連続生産を可能になった。
  • 流通型反応器を用いる触媒水溶液‐基質二液相反応, 古南 博, 橋本圭司, 三桝忠祐, 近畿化学協会,   2011年11月, 近畿化学協会
    概要:細管を反応場とする二液相分離型クネーフェナーゲル縮合反応を検討した。
  • Selective photocatalytic oxidation of benzyl alcohol to benzaldehyde in aqueous suspension of metal ion-modified TiO2 under visible light irradiation, 古南 博, 北野翔, 田中淳皓, 橋本圭司,   2011年11月
    概要:Aldehyde compounds play an important role in the synthesis of drugs, fragrances and flavor, and they are generally synthesized through selective oxidation of alcohols. Titanium(IV) oxide (TiO2) is known as an excellent photocatalyst. Recently, selective oxidation of benzyl alcohols to benzaldehydes in aqueous suspension of TiO2 under UV light irradiation was reported.1 We have previously reported metal ion-modified TiO2 (Mn+/ TiO2) photocatalysts responding to visible light.2 In this study, we carried out selective oxidation of benzyl alcohol to benzaldehyde as a model reaction in aqueous suspension of Mn+/ TiO2 under visible light irradiation.
  • 銅修飾銀ナノ粒子の表面プラズモン共鳴およびその光触媒機能, 古南 博, 平郡陽子, 田中淳皓, 橋本圭司, 近畿化学協会,   2011年11月, 近畿化学協会
    概要:銀(Ag)を担持した酸化チタンの光触媒活性を青色LEDの可視光照射下で水中シュウ酸ナトリウムの分解で評価した。Ag担持酸化チタンは可視光応答性を示し、水中有機酸の分解に有効であることがわかった。少量の銅(Cu)をAg担持酸化チタンに導入することによりAgの表面プラズモン共鳴が増強され、光触媒活性が向上した。またそれとともに触媒劣化の防止効果も得られた。この触媒状態の観察も本研究では行った。
  • 流通型光触媒反応器を用いるアルコールの酸化的脱水素, 古南 博, 宮本歩実, 橋本圭司, 触媒表面化学研究発表会,   2011年10月, 触媒表面化学研究発表会
    概要:酸化チタンに代表される光触媒は紫外光を照射することで、強い酸化力を示し、有害物質の分解や除去などの完全酸化分解に主に使用されている。 当研究室では触媒を固定化させ、基質を流通させる流通型光触媒反応器を用いて、メタノールから有用なギ酸メチルを高選択的に、かつ一段階で生成する特異な反応を報告している。 本研究では同様に流通型光触媒反応器を用い、基質をエタノールに変更し、既存の報告例と同様に一段階で酢酸エチルが生成するのかを確認した。 本反応を検討したところ、酢酸エチルは生成せず、アセトアルデヒドが高選択的に生成することを見出した。このアセトアルデヒドをより高選択的に生成する触媒と反応条件の検討を行った。
  • バイオマスを利用した光触媒水素生成反応に対する白金担持酸化チタンの物性の影響, 古南 博, 橋本 圭司, 巻野 友唯, 触媒表面化学研究発表会,   2011年10月, 触媒表面化学研究発表会
    概要:白金担持酸化チタン(IV)光触媒は、廃バイオマスのひとつであるグリセリンやグリシンから水素を生成できる。この反応系は、水の完全分解による水素生成に比べ熱力学的に有利で、しかも廃棄物を処理しながら水素を生成できる。しかしながら、この反応系の高活性化を試みた研究は少ない。本研究では、さらなる物性-活性相関の調査を進め、触媒学会参照酸化チタン各種へのグリセリン及びグリシンの飽和吸着量が水素生成に与える影響を検討した。
  • ソルボサーマル法による酸化タングステン(VI)光触媒の調製および吸着剤との複合効果, 古南 博, 阪口聡, 橋本圭司, 触媒表面化学研究発表会,   2011年10月, 触媒表面化学研究発表会
    概要:ソルボサーマル法によって調製した酸化タングステンと吸着剤を複合させることで劇的な光触媒活性の向上に成功した。
  • 可視光応答性ロジウムイオン修飾酸化チタン光触媒の電荷移動特性, 古南 博, 北野翔, 橋本圭司, 多田弘明, 村上直也, 横野照尚, 朝倉博行, 寺村謙太郎, 田中庸裕, 野坂芳雄,   2011年10月
    概要:酸化チタンは優れた光触媒であり、揮発性有機化合物の酸化に用いられているが、その駆動は紫外光照射下に限られる。光触媒の使用を考えると屋内環境でも多量に存在する、可視光を利用できる可視光応答型光触媒の開発が期待されている。近年、われわれは新たな可視光応答型光触媒としてロジウムイオンを修飾した酸化チタンが可視光応答性を示し、VOCの分解に優れた活性を示すことを報告した。また、修飾したRh3+が可視光応答に起因する酸化機能を有する他に、酸素の還元機能を有している可能性が示唆された。しかし、その駆動メカニズムは未だに不明な部分が多い。今回は、可視光照射下におけるRh/TiO2の駆動メカニズムと電子移動を解析するため、各種測定・キャラクタリゼーションを行った。
  • 可視光応答型酸化銅担持酸化インジウム光触媒に対する赤色光照射の効果, 古南 博, 佐々木康友, 橋本圭司, 触媒学会,   2011年09月, 触媒学会
    概要:可視光に応答する酸化銅(CuO)担持酸化インジウム(In2O3)光触媒のさらなる活性向上を検討した. さらに,In2O3が吸収する青色光に加えて,赤色光を照射することにより,その光触媒活性が向上した.
  • パラジウム担持酸化チタン(IV)によるブテンの熱-光触媒的異性化反応, 古南 博, 増田悠佑, 橋本圭司, 触媒学会,   2011年09月, 触媒学会
    概要:酸化チタンへのパラジウム担持により1‐ブテンの異性化が室温で進行し、パラジウムの熱触媒作用を酸化チタンの励起電子と正孔が加速させることを明らかにした。
  • 吸着剤との組み合わせによる酸化タングステン(VI)光触媒の高活性化, 古南 博, 阪口聡, 橋本圭司, 触媒討論会,   2011年09月, 触媒討論会
    概要:Cu-WO3 に対し、各種吸着剤を組み合せ、そのWO3 削減効果と活性向上に成功した。
  • 可視光応答型金属イオン修飾酸化チタン光触媒によるベンジルアルコールの選択酸化, 古南 博, 北野翔, 田中淳皓, 橋本圭司, 触媒学会,   2011年09月, 触媒学会
    概要:ロジウムイオン(Rh3+)を修飾した様々な酸化チタン(Rh3+/TiO2)を用い,水溶媒,酸素雰囲気,可視光照射下において,ベンジルアルコールからベンズアルデヒドへの選択酸化反応を行った.どのTiO2を用いても比較的高い収率が得られた.収率はTiO2の物性に依存し,反応速度はRh3+の担持量に依存した.Rh3+/F-6を用いた時,収率は97.0%に達した.
  • 酸化物担持銀ナノ粒子の表面プラズモン共鳴特性と光触媒機能, 古南 博, 平郡陽子, 田中淳皓, 橋本圭司, 触媒学会,   2011年09月, 触媒学会
    概要:酸化物に担持した金(Au)や銀(Ag)などのナノ粒子は、表面プラズモン共鳴(SPR)に基づき発色する。当研究室では、AuのSPRを利用したAu担持酸化セリウムが可視光照射下で水中有機酸の分解において高い光触媒活性を示すことを報告している。ここでAu担持酸化チタンの光触媒作用の報告例は数例あるが,A担持酸化チタンのものはほとんどないため本研究ではAgのSPRを利用した可視光応答型光触媒の検討を行った。光析出法を用いて酸化チタンにAgを担持し、可視光照射下で光触媒活性評価を行い、また銅(Cu)を光析出法で修飾した試料についても同様に光触媒反応を行った。Ag担持酸化チタンは可視光照射下で水中の有機酸を分解し、少量のCuを修飾することでAg担持酸化チタンの変性を抑制し、光触媒活性を向上させる効果が得られた。
  • Photocatalytic Chemoselective Reduction of Nitrobenzenes to Anilines, 古南 博, 今村和也, 橋本圭司, EuropaCat X,   2011年08月, EuropaCat X
  • ANALYSIS OF PHOTOCATALYTIC PROPERTIES OF RHODIUM ION-MODIFIED TITANIUM(IV) OXIDE, 古南 博, 北野翔, 橋本圭司, 多田弘明, 横野照尚, 村上直也,   2011年08月
    概要:Titanium(IV) oxide (TiO2) is known as highly active photocatalyst under irradiation of UV light. However, there was only a small amount of UV light at indoor environment. It is expeted to create photocatalysts responding to visible light. Recently, we eported a new TiO2-based photocatalyst responding to visible light, rhodium ion (Rh3+)-modified TiO2, and the photocatalytic activity of that photocatalyst was dependent on the physical properties of TiO2. In addition, the results that Rh3+ modified on TiO2 is a candidate as an inorganic photosensitizer and a cocatalyst for multi-electron reduction of O2 were observed. In this study, the function of Rh3+ was investigated in detail by electrochemical and photoacoustic spectroscopic (PAS) measurement.
  • Photocatalytic Redox Reaction of Nitro Aromatics and Secondly Alcohols to Amino Aromatics and Ketones in Suspension of Titanium(IV) Oxide, 古南 博, 今村和也, 岩崎伸一, 前田剛志, 橋本圭司, CIMTEC 2010,   2011年06月, CIMTEC 2010
  • 酸化チタン(IV)光触媒を用いた芳香族ニトロ化合物の化学選択的還元反応, 古南 博, 今村和也, 橋本圭司, 光がかかわる触媒化学シンポジウム,   2011年06月, 光がかかわる触媒化学シンポジウム
  • 酸化チタン(IV)光触媒によるニトロベンゼン類からアニリン類への化学選択的還元反応における基質拡張性, 古南 博, 今村和也, 橋本圭司, 第44回錯体化学若手の会・近畿地区勉強会,   2011年06月, 第44回錯体化学若手の会・近畿地区勉強会
  • Electron transfer properties of rhodium ion-modified titanium(IV) oxide photocatalyst, 古南 博, 北野翔, 橋本圭司, 触媒学会,   2011年06月, 触媒学会
    概要:Titanium(IV) oxide (TiO2) photocatalyst has been used for removal of harmful compounds in air and water. However, TiO2 was driven under only UV light irradiation. It is demanded to prepare photocatalysts responding to visible light for indoor application. Recently, we reported that rhodium ion modified TiO2 responded to visible light and showed high photocatalytic activity for decomposition of VOC under visible light irradiation. But, it is not enough to analyze the mechanism of the phohocatalyst. In this work, we investigated the charge transfer in Rh3+-TiO2 and the status of rhodium ion on TiO2 by various measurements.
  • 修飾酸化インジウムによる 可視・紫外光光触媒反応, 古南 博, 佐々木康友, 橋本圭司, 日本化学会,   2011年03月, 日本化学会
    概要:代表的な光触媒である酸化チタン(TiO2)は紫外光照射下で高い活性を示す。しかし、屋内には紫外光がほとんど存在しないので、わずかな光触媒活性を示すだけである。そのため、太陽光や照明光に多く含まれる可視光に応答する光触媒の研究が多く行われている。近年、助触媒を担持した酸化タングステンが可視光照射下において高い光触媒活性を示すことが報告された。本研究ではこれまで報告例のない酸化インジウム(In2O3)に注目し、可視・紫外光照射下における光触媒特性を詳細に評価した。その結果、各種助触媒を修飾することにより、VOCの分解反応においてIn2O3はWO3を超える光触媒活性を示すことが明らかになった。
  • 酸化チタン(IV)光触媒を用いた化学選択的還元反応による芳香族アミンの合成, 古南 博, 今村和也, 橋本圭司, 第107回触媒討論会,   2011年03月, 第107回触媒討論会
  • 金属担持酸化チタンを用いたバイオマスからの光触媒的水素生成反応における物性依存性, 古南 博, 橋本 圭司, 巻野 友唯, 日本化学会,   2011年03月, 日本化学会
    概要:白金担持酸化チタン光触媒は、バイオマスのひとつであるグリセリンから水素を生成できる。しかしながら、この反応系においてその高活性化を試みた研究は少ない。我々はこの反応系において、酸化チタンの比表面積が水素生成活性に比例することを報告してきた。本研究では、さらなる物性-活性相関の調査を進め、水素生成に与える各種酸化チタンへのグリセリンの吸着量の影響を検討した。
  • クロロベンゼンの光触媒脱塩素化によるベンゼンの回収:懸濁擬固定床反応器による連続反応, 古南 博, 濱田裕弥, 福康二郎, 橋本圭司, 日本化学会,   2011年03月, 日本化学会
    概要:懸濁擬固定床反応器を用いて、ブラックライトの紫外光照射下、パラジウムまたはロジウム担持酸化チタンによるクロロベンゼンの脱塩素化を行った結果、ロジウム担時酸化チタンがパラジウム担時酸化チタンに匹敵する活性を有すること、酸化チタン上の金属ロジウムが酸化物を形成しているため、定常活性に達するまでパラジウムよりも時間がかかることを見出した。
  • 金属担持酸化チタンによるブテンの光触媒的異性化反応, 古南 博, 増田悠佑, 橋本圭司, 日本化学会,   2011年03月, 日本化学会
    概要:酸化チタンへの金属担持により1‐ブテンの異性化が進行し、熱力学的平衡値以上の高選択率でシス‐2‐ブテンが生成することを見い出した。
  • 可視光応答性助触媒-酸化タングステン光触媒の高活性化, 古南 博, 阪口聡, 橋本圭司, 日本化学会,   2011年03月, 日本化学会
    概要:酸化タングステン(VI)に安全・安価であるシリカを複合させることにより、酸化タングステン(VI)使用量の削減と高活性化に成功した。
  • 細管を反応場とする二液相分離系のエステル交換反応, 古南 博, 三桝忠祐, 橋本圭司, 日本化学会,   2011年03月, 日本化学会
    概要:近年、バイオディーゼル燃料の製造は、塩基触媒の存在下、油脂とアルコールのエステル交換反応によって行われている。しかし、反応後に生成物と触媒の分離が必要であり、多くの廃液が発生するという課題がある。本研究では、チューブリアクターで酸触媒の存在下、メタノールとラウリン酸エチルのエステル交換反応を行ったところ、ラウリン酸メチルと触媒を自動的に分離して効率的に得ることを見出したので報告する。
  • 可視光応答型光触媒によるベンジルアルコールの選択酸化, 古南 博, 北野翔, 田中淳皓, 橋本圭司, 触媒学会,   2011年03月, 触媒学会
    概要:アナタース型酸化チタン(A-TiO2)およびルチル型酸化チタン(R-TiO2)に様々な金属イオンを修飾し,可視光応答性を付与した.酸素雰囲気,可視光照射下においてベンジルアルコールからベンズアルデヒドの選択酸化反応を行ったところ,ルテニウムイオン修飾A-TiO2,パラジウムイオン修飾R-TiO2,ロジウムイオン修飾TiO2が高い選択酸化能を示した。特にルテニウムイオン修飾A-TiO2は反応速度が大きく、97%の収率を達成した。
  • 酸化物担持銀ナノ粒子の調製とその表面プラズモン共鳴特性, 古南 博, 平郡陽子, 田中淳皓, 橋本圭司, 電気化学会,   2011年03月, 電気化学会
    概要:金や銀(Ag)などの貴金属ナノ粒子は、表面プラズモン共鳴(SPR)による吸収が起こり、特定の色を発色し、また金属酸化物にこれらの貴金属ナノ粒子を担持すると、SPRに基づく色が発色する。SPRは、金属ナノ粒子のサイズや形状、粒子間距離によって変化することがわかっている。酸化チタン担持Agナノ粒子では、懸濁液での調製・乾燥後に粒子が凝集することによる色変化が見られるが、この変化を詳細に検討された報告は少ない。そこで本研究では、調製時の条件の違いがAgナノ粒子のSPRに与える影響について検討した。光析出法によって代表的な市販品酸化チタン(P 25)にAgを担持すると、Agナノ粒子の表面プラズモン共鳴に由来する光吸収が発現した。クエン酸を用いて調製した試料を乾燥させても、吸収にほぼ変化はなかったが、クエン酸ナトリウムを用いて調製した試料ではAgの400 nm付近の吸収ピークが500 nm以上まで長波長シフトすることがわかった。
  • 酸化チタン(IV)光触媒によるニトロベンゼン類からアニリン類への, 古南 博, 今村和也, 橋本圭司, 触媒学会西日本地区第1回触媒科学研究発表会,   2011年01月, 触媒学会西日本地区第1回触媒科学研究発表会
  • Photocatalytic properties of rhodium ion-modified titanium oxide, 古南 博, 北野翔, 橋本圭司, 触媒学会,   2011年01月, 触媒学会
    概要:Titanium(IV) oxide (TiO2) photocatalyst has been used for removal of harmful compounds in air and water. However, TiO2 was driven under only UV light irradiation. Thus, synthesis of photocatalyst responding to visible light is attractive. Previously, we have reported that Rhodium chloride fixed TiO2 showed excellent photocatalytic activity for oxidative removal of nitrogen oxide under visible light irradiation. In this work, we modified TiO2 with rhodium ion for responding to visible light, and used for decomposition of VOC. On the other hand, photocatalytic reaction involves various processes such as photoabsorption on TiO2. Photocatalytic activity is the result of a combination of these processes. Thus, controlling the physical properties was equal to controlling the photocatalytic activities. We tried to prepare highly active photocatalyst responding to visible light in this study.
  • ロジウムイオン-酸化チタン可視光応答型光触媒によるVOC分解, 古南 博, 北野翔, 橋本圭司, 光触媒研究会,   2010年12月, 光触媒研究会
    概要:近年、室内におけるホルムアルデヒドなどの揮発性有機化合物(VOC)の有害性が問題となっている。光触媒を代表する酸化チタン(TiO2)は、有機化合物の分解に対して優れた光触媒活性を有し、環境浄化など様々な分野で応用されている。しかし、TiO2は紫外光照射下でしか駆動せず、紫外光がほとんど存在しない室内空間においての使用は大きく制限されるため、可視光を利用できる光触媒の研究が盛んに行われている。本研究室では新規な可視光応答型光触媒としてロジウムイオン修飾TiO2を開発した。この触媒を用いて可視光照射下において様々な気相有機物の分解反応を行うとともに、様々な測定法により触媒特性を解析した。
  • 可視光応答性ロジウムイオン修飾酸化チタン光触媒における担体物性の影響と電子移動の解析, 古南 博, 北野翔, 橋本圭司,   2010年11月
    概要:近年、シックハウス症候群の原因となるホルムアルデヒドなどの揮発性有機化合物(VOC)の人体に対する有害性が問題視されている。光触媒を代表する酸化チタン(TiO2)は、高い光触媒活性を有し、空気浄化など様々な分野で応用されている。しかし、TiO2光触媒が駆動するためにはそのバンドギャップ以上のエネルギーを持つ紫外光の照射が必要であり、紫外光がほとんど存在しない室内空間においての使用は大きく制限される。そのため可視光照射下において効果的に駆動する可視光応答性光触媒の研究が盛んに行われている。本研究室では新規な可視光応答型光触媒としてロジウムイオン修飾TiO2を開発した1), 2) 。可視光照射下において様々な気相VOCの分解反応を行い触媒活性に対するTiO2担体物性の影響を調べるとともに、様々な測定法により可視光照射下における触媒中での電子移動を解析した。
  • 酸化チタン(IV)光触媒を利用するニトロ基の化学選択的還元反応, 古南 博, 今村和也, 橋本圭司, 第3回触媒表面化学研究発表会,   2010年10月, 第3回触媒表面化学研究発表会
  • 金属担持酸化チタンを用いたグリセリンからの光触媒的水素生成, 古南 博, 橋本 圭司, 巻野 友唯, 近畿化学協会,   2010年10月, 近畿化学協会
    概要:白金担持酸化チタン光触媒は、バイオマスのひとつであるグリセリンから水素を生成できることを報告している。しかしながら、この反応系に用いる触媒において、高価かつ有用である白金以外の担持金属を検討した研究例は少ない。本研究では、担持金属に安価なニッケルを用いて、ニッケル担持酸化チタンを調製し、この触媒における光触媒活性を検討した。その結果、ニッケル担持酸化チタンを用いるグリセリンからの効率的水素生成に成功した。
  • 流通型懸濁擬固定床光触媒反応器を用いたクロロベンゼンの脱塩素化, 古南 博, 濱田裕弥, 福康二郎, 橋本圭司, 近畿化学協会,   2010年10月, 近畿化学協会
    概要:光触媒粒子を懸濁状態で反応器内に留められる懸濁擬固定床反応器を用いてクロロベンゼンの連続的脱塩素化を試みた結果、使用する酸化チタン担体にST-01を用いた時はP 25を用いた時よりも約2倍の活性を示した。また、ブラックライト4本で紫外光を照射した場合、ベンゼンへの転化率90%以上の定常活性を維持できることを見出した。
  • ロジウムイオン担持ブルカイト型酸化チタン(IV)の可視光活性と担持量依存性, 古南 博, 平郡陽子, 橋本圭司, 近畿化学協会,   2010年10月, 近畿化学協会
    概要:酸化チタンの主な結晶系のうち、ブルカイト型酸化チタンは単一相での合成が難しく、研究例が少ない。本研究では、既定の方法でチタン錯体から単一なブルカイト型酸化チタンを合成した。この酸化チタンにロジウムイオンを担持した後、青色LEDの可視光照射下、気相中のアセトン分解反応によって光触媒活性評価を行った。ロジウムイオンを担持することでブルカイト型酸化チタンは可視光活性を示し、ロジウムイオンの担持量が影響していることが分かった。
  • 酸化チタン(IV)光触媒によるニトロ化合物の化学選択的還元, 古南 博, 今村和也, 岩崎伸一, 前田剛志, 橋本圭司, 2010年光化学討論会,   2010年09月, 2010年光化学討論会
  • 芳香族ニトロ化合物の光触媒還元反応による芳香族アミンのグリーン合成, 古南 博, 今村和也, 岩崎伸一, 前田剛志, 橋本圭司, 第104回触媒討論会,   2010年09月, 第104回触媒討論会
    概要:正孔捕捉剤共存下,酸化チタン(TiO2)光触媒による芳香族ニトロ化合物の還元反応を検討した.ニトロベンゼン(NB), m-ニトロベンゼンスルホン酸(NBS),p-ニトロアニリン(NAN)は水中で,各種重要な芳香族アミンへと選択的に還元された.また,NBおよびNANは少量の酸素共存下で収率が改善された.
  • 流通型反応器を用いたエタノールの光触媒的選択酸化, 古南 博, 宮本歩実, 橋本圭司, 触媒学会,   2010年09月, 触媒学会
    概要:酸化チタン光触媒は紫外光照射下で有害な有機化合物を完全に酸化する。一方、当研究室では流通型光触媒反応器を設計し、これを用いてメタノールの酸化反応を行うと、ギ酸メチルが高選択的に生成することを報告している。本研究では、この流通型反応器を用いてエタノールの光触媒選択酸化を検討したところ、選択的にアセトアルデヒドが生成すること、およびそれが金属イオンの担持で加速されることを見出した。
  • ニッケル担持酸化チタンを用いたバイオマスからの光触媒的水素生成, 古南 博, 橋本 圭司, 巻野 友唯, 触媒学会,   2010年09月, 触媒学会
    概要:白金担持酸化チタン光触媒は、バイオマスのひとつであるグリセリンから水素を生成できることを報告している。しかしながら、この反応系に用いる触媒において、高価かつ有用である白金以外の担持金属を検討した研究例は少ない。本研究では、担持金属に安価なニッケルを用いて、ニッケル担持酸化チタンを調製し、この触媒における光触媒活性を検討した。その結果、ニッケル担持酸化チタンを用いるグリセリンからの効率的水素生成に成功した。
  • 流通型懸濁擬固定床反応器によるクロロベンゼンの光触媒的脱塩素化, 古南 博, 濱田裕弥, 福康二郎, 橋本圭司, 触媒学会,   2010年09月, 触媒学会
    概要:光触媒粒子を懸濁状態で反応器内に留められる懸濁擬固定床反応器を用いてクロロベンゼンの脱塩素化を試みた結果、乾燥させた光触媒粒子を直接反応器に充填するよりも、溶媒に分散させたものを充填した方が分散性に優れ、高い反応効率が得られる事を見出した。また、定常状態に達した後は高い反応効率を維持できることを見出した。
  • ロジウムイオン-酸化チタン可視光応答型光触媒における電子移動の解析, 古南 博, 北野翔, 橋本圭司, 触媒学会,   2010年09月, 触媒学会
    概要:酸化チタン(TiO2)に光析出法を用いて白金を担持し,吸着法を用いて1.0 wt%のロジウムイオンを修飾した.気相濃度一定型アセトン分解反応を用いて活性評価を行ったところ,0.002 wt%の白金を担持した触媒が最も高活性を示し,それ以上の担持量では活性は減少した.これは,白金担持により電荷分離が向上すると同時に,白金の遮蔽効果で光吸収が少なくなったためと考えられる.
  • 可視光照射下におけるロジウムイオン担持ブルカイト型酸化チタン(IV)の光触媒特性, 古南 博, 平郡陽子, 橋本圭司, 触媒学会,   2010年09月, 触媒学会
    概要:酸化チタンの主な結晶系のうち、ブルカイト型酸化チタンは単一相での合成が難しく、研究例が少ない。本研究では、既定の方法でチタン錯体から単一なブルカイト型酸化チタンを合成した。この酸化チタンにロジウムイオンを担持した後、青色LEDの可視光照射下、気相中のアセトン分解反応を行った。ロジウムイオン担持ブルカイト型酸化チタンは可視光応答性を示し、市販品で高活性なP 25やST-01にロジウムイオンを担持したものよりも高い光触媒活性を示すことがわかった。
  • Selection of Hole Scavenger for Green Photocatalytic Reduction of Nitro Aromatics, 古南 博, 今村和也, 岩崎伸一, 前田剛志, 橋本圭司, TOCAT6,   2010年07月, TOCAT6
  • Metal ion-loaded titanium oxide photocatalysts responding to visible light: Correlation between physical properties and photocatalytic activity, 古南 博, 北野翔, 橋本圭司,   2010年07月
    概要:Titanium(IV) oxide (TiO2) powder modified with metal ions degraded volatile organic compounds (VOC) under irradiation of visible light. Photocatalytic activity was dependent of physical properties of the TiO2 powders. Rhodium(III) ion-modified TiO2 samples exhibited a remarkable higher photocatalytic activity in mineralization of VOC than cupper(II) ion-modified TiO2 samples. Cupper(II) ion-modified rutile-type TiO2 samples showed higher activity than cupper(II) ion-modified anatase-type TiO2 samples. The absorption of Rh3+/TiO2 samples was proportional to the amount of Rh3+; however, Rh3+/HyCOM-TiO2 samples exhibited the mountain-type tendency in the photocatalytic activity toward the photoabsorption, indicating that excess loading of Rh3+ caused the decrease in photocatalytic activity.
  • Photocatalytic Redox Reaction of Nitro Aromatics and Secondly Alcohols to Amino Aromatics and Ketones in Suspension of Titanium(IV) Oxide, 古南 博, 今村和也, 岩崎伸一, 前田剛志, 橋本圭司, CIMTEC 2010,   2010年06月, CIMTEC 2010
  • Correlation between physical properties and photocatalytic activities of metal ion-titanium oxide responding to visible light, 古南 博, 北野翔, 橋本圭司,   2010年06月
    概要:It is known that titanium(IV) oxide (TiO2) works as a semiconductor photocatalyst that is able to decompose harmful organic compounds. Since TiO2 only absorbs UV light, TiO2 does not exhibit photocatalytic activity under irradiation of visible light. Therefore, development of a photocatalyst responding to visible light is very important for effective utilization of solar energy. We have reported that TiO2 modified with RhCl3 showed excellent photocatalytic activity for oxidative removal of NOx under irradiation of visible light. In this study, TiO2 samples having various physical properties were prepared using solvothermal method and modified with Cu2+ or Rh3+. Then, correlation between physical properties and photocatalytic activities in degradation of VOC under irradiation of visible light was investigated.
  • バイオマスからの光触媒的水素生成における物性-活性相関, 古南 博, 橋本 圭司, 巻野 友唯, 日本化学会,   2010年03月, 日本化学会
    概要:白金担持酸化チタン光触媒は、バイオマスのひとつであるグリセリンから水素を生成できる。しかしながら、この反応系においてその高活性化を試みた研究は少ない。本研究では、酸化チタンの物性を変えて、酸化チタンの物性が水素生成活性に与える影響について検討した。その結果、酸化チタンの比表面積に比例して、光触媒活性が増加することを見出し、高活性光触媒の指針を得た。
  • ロジウムイオン-酸化チタン可視光応答型光触媒の特性解析と高活性化, 古南 博, 北野翔, 橋本圭司, 日本化学会,   2010年03月, 日本化学会
    概要:Titanium(IV) oxide (TiO2) powder having various physical properties and modified with metal ions degraded volatile organic compounds under visible light irradiation. Especially, TiO2 powder modified with rhodium(III) ion exhibited a remarkable high photocatalytic activity. In this study, the Rh3+-TiO2 samples were characterized and the physical properties of TiO2 were optimized. The optimized Rh3+-TiO2 sample showed higher photocatalytic activities than available visible-light-responding photocatalysts under irradiation of vis and UV-vis light.
  • 金属イオン-酸化チタン可視光応答型光触媒の特性に対する酸化チタン物性の影響, 古南 博, 北野翔, 橋本圭司, 光触媒研究会,   2009年12月, 光触媒研究会
    概要:居住空間における空気汚染が社会問題になっており、特に揮発性有機化学種の有害性が指摘されている。その有力な改善策として光触媒が注目されている。光触媒を代表する酸化チタン(TiO2)は優れた触媒能を有し、安定、無害、安価などの理由から様々な用途で用いられているが、紫外光でのみ駆動し、居住空間に豊富に存在する可視光を利用できない。近年、銅イオンを修飾したルチル型TiO2が気相有機物の分解反応に優れた可視光活性を示すことが報告された1)。我々は、塩化ロジウムを修飾したTiO2が可視光照射下において窒素酸化物の酸化的除去反応に極めて高い活性を示すことを報告している2)。本研究では、銅イオンまたはロジウムイオンをTiO2に修飾し、可視光照射下において、様々な気相有機物の分解反応を行った。金属イオン-酸化チタンの光触媒特性とTiO2物性の相関を解析した。
  • Photocatalytic Reduction of Nitrobenzene In Water-Nitrobenzene Biphasic Suspending System, 古南 博, 今村和也, 岩崎伸一, 前田剛志, 橋本圭司, The 12th Japan-Korea Symposim on Catalysis,   2009年10月, The 12th Japan-Korea Symposim on Catalysis
  • 酸化チタン(IV)光触媒による芳香族ニトロ化合物と二級アルコールの酸化還元的物質変換, 古南 博, 今村和也, 岩崎伸一, 前田剛志, 橋本圭司, 第2回触媒表面化学研究発表会,   2009年10月, 第2回触媒表面化学研究発表会
  • 可視光応答型金属イオン修飾酸化チタンによる揮発性有機物分解, 古南 博, 北野翔, 橋本圭司, 近畿化学協会,   2009年10月, 近畿化学協会
    概要:光触媒の代表である酸化チタン(TiO2)は紫外光でのみ駆動するが、豊富に存在する可視光を利用できない。そこで本研究では、銅およびロジウムの金属イオンを用いて、酸化チタンに修飾し、可視光照射下において揮発性有機物分解反応を試みた。
  • ロジウムイオン-金属酸化物系材料による可視光光触媒反応, 古南 博, 北野翔, 橋本圭司, 触媒学会,   2009年09月, 触媒学会
    概要:各種n型半導体にロジウムイオン(Rh3+)を修飾した。その光触媒特性を、簡便かつ定量的に比較できる気相濃度一定型アセトン分解反応を用いて評価した。Rh3+修飾n型半導体において、Rh3+修飾酸化チタン(TiO2)が最も高活性を示した。また、ルチル型TiO2を焼成して物性を変化させて、その影響を検討したところ、光触媒活性は大きく変化し、比表面積55-75 m2g-1のときに最高活性を示した。
  • PHOTOCATALYTIC REDUCTION OF NITRO AROMATICS TO AMINO AROMATICS IN AQUEOUS SUSPENSIONS OF TITANIUM(IV) OXIDE PARTICLES IN THE PRESENCE OF OXALIC ACID, 古南 博, 今村和也, 岩崎伸一, 前田剛志, 橋本圭司, 大谷文章, XXIV International Conference on Photochemistry,   2009年07月, XXIV International Conference on Photochemistry
    概要:We applied photocatalytic reduction of NB to aniline (AN) for synthesis of various amino aromatics, for example, p-nitroaniline (p-NAN) to p-phenylendiamine (p-PDA) and m-nitrobenzene sulfonic acid (m-NBS) to m-aminobenzen sulfonic acid (m-ABS). We also reported effects of O2 on photocatalytic reduction of those nitro aromatics.
  • 芳香族ニトロ化合物の光触媒還元:水相-油相分離系の利用, 古南 博, 今村和也, 岩崎伸一, 前田剛志, 橋本圭司, 日本化学会第89回春季年会,   2009年03月, 日本化学会第89回春季年会
  • 可視光応答型光触媒Rh3+/TiO2による揮発性有機化合物の分解, 古南 博, 北野翔, 西村愛子, 角田勝俊, 橋本圭司, 日本化学会,   2009年03月, 日本化学会
    概要:Titanium(IV) oxide powders were modified with metal ions and were used for Photo- catalytic decomposition of volatile organic compounds under visible light irradiation. Photo- catalytic activity was dependent of physical properties of the titanium(IV) oxide powders. Especially, titanium(IV) oxide powders modified with rhodium(III) ion exhibited excellent photocatalytic activity.
  • 水を溶媒とする芳香族ニトロ化合物の光触媒還元, 古南 博, 今村和也, 岩崎伸一, 前田剛志, 橋本圭司, 社団法人石油学会関西支部第17回研究発表会社団法人日本エネルギー学会関西支部第53回研究発表会合同研究発表会,   2008年12月, 社団法人石油学会関西支部第17回研究発表会社団法人日本エネルギー学会関西支部第53回研究発表会合同研究発表会
  • 光触媒作用による水中ニトロ化合物の還元反応, 古南 博, 今村和也, 岩崎伸一, 前田剛志, 橋本圭司, 第15回シンポジウム「光触媒反応の最近の展開」,   2008年12月, 第15回シンポジウム「光触媒反応の最近の展開」
  • 酸化チタン光触媒の還元作用を利用するニトロ化合物のアミノ化合物へのグリーン変換, 古南 博, 今村和也, 岩崎伸一, 前田剛志, 橋本圭司, 第1回触媒表面化学研究会,   2008年10月, 第1回触媒表面化学研究会
  • 芳香族ニトロ化合物の効率的還元, 古南 博, 今村和也, 岩崎伸一, 前田剛志, 橋本圭司, 第18回キャラクタリゼーション講習会,   2008年10月, 第18回キャラクタリゼーション講習会
  • 酸化チタン光触媒反応による芳香族ニトロ化合物の効率的還元, 古南 博, 今村和也, 岩崎伸一, 前田剛志, 橋本圭司, 第102回触媒討論会,   2008年09月, 第102回触媒討論会
    概要:正孔捕捉剤共存下,酸化チタン(TiO2)光触媒による芳香族ニトロ化合物の還元反応を検討した.p-ニトロアニリンは水中で,白髪染めなどの染料として重要なp-フェニレンジアミンへ選択的に還元された.また,ニトロベンゼン(NB)と塩酸の二相混濁系において,TiO2光触媒によるNBの還元を行ったところ,活性が低下することなくアニリンが生成した.
  • Effects of Reaction Conditions on Photocatalytic Reduction of Nitro Aromatics, 古南 博, 今村和也, 岩崎伸一, 前田剛志, 橋本圭司, ICC 14 Pre-Symposium,   2008年07月, ICC 14 Pre-Symposium
  • 香族ニトロ化合物の光触媒還元反応における各種反応因子の影響, 古南 博, 今村和也, 岩崎伸一, 前田剛志, 橋本圭司, 日本化学会第88回春季年会,   2008年03月, 日本化学会第88回春季年会
    概要:Aromatic amines are important as intermediate compounds of medicines, dye compounds etc. We have already reported photocatalytic selective reduction of nitrobenzene to aniline in aqueous suspension of TiO2 in the presence of oxalic acid as hole scavernger. In this study, we will report effects of reaction conditions such as solvents and atomosphere on photocatalytic redction of various aromatic nitro compounds.
  • 励起電子の反応選択性制御とニトロ化合物の光触媒還元への応用, 古南 博, 計良 善也, 前田剛志, 村上伸也, 大谷文章, 光機能材料研究会 第10 回シンポジウム(東京),   2003年12月, 光機能材料研究会 第10 回シンポジウム(東京)
    概要:水中ニトロベンゼンの光触媒反応において、系内に共存させたスズⅣイオンは励起電子を効率よく捕捉し、Sn Ⅱに還元される。このSn Ⅱは基質ニトロベンゼンを還元しSnⅣに戻り、光触媒反応のサイクルが回ることを見いだした。

MISC

  • 東大阪モノづくりイノベーションプログラム 成果報告書, 沖 幸男, 岩崎 日出男, 古南 博, 中野 人志, 浅野 昌也,   2010年12月
    概要:文部科学省 大学院教育改革支援プログラム(大学院GP)に採択され助成を受けて実施した「東大阪モノづくりイノベーションプログラム」(平成20年度~22年度)の成果を取りまとめた
  • 東大阪モノづくり技術者育成プロジェクト 成果報告書, 岩崎 日出男, 沖 幸男, 神山 匡, 南 武志, 田村 和朗, 古南 博, 窪堀 俊文, 梶原 伸治, 原田 孝, 橋新 裕一, 井口 信和, 向井 苑生, 保本 正芳, 森本 純司, 本西 英,   2010年03月
    概要:文部科学省 ものづくり技術者育成支援事業の助成を受けて実施した「東大阪モノづくり技術者育成プロジェクト」(平成19年度~21年度)の成果を取りまとめた。
  • 東大阪の優れたモノづくり技術の継承と現代ハイテクとの融合 成果報告書(平成16年度-20年度), 沖 幸男, 玉井 元治, 久米 靖文, 米田 博幸, 古南 博, 橋新 裕一, 神戸 尚志, 青山 邑里, 宮澤 三雄, 山本 昌彦, 南 武志, 井口 信和, 中山 斌義, 吉原 正邦, 森本 純司, 竹原 幸生, 五百井 清, 伊藤 征司郎, 藤原 尚, 多田 弘明, 河島 信樹, 井田 民男, 藤野 隆由,   2009年05月
    概要:文部科学省 私立大学学術研究高度化推進事業 産学連携研究推進事業に選定された「東大阪の優れたモノづくり技術の継承と現代ハイテクとの融合」(平成16年度-20年度)の最終成果報告書
  • 東大阪の優れたモノづくり技術の継承と現代ハイテクとの融合 成果報告書(平成16年度-18年度), 沖 幸男, 玉井 元治, 久米 靖文, 米田 博幸, 古南 博, 橋新 裕一, 神戸 尚志, 青山 邑里, 宮澤 三雄, 山本 昌彦, 南 武志, 井口 信和, 中山 斌義, 吉原 正邦, 森本 純司, 河島 信樹, 井田 民男, 藤野 隆由,   2007年05月
    概要:文部科学省 私立大学学術研究高度化推進事業 産学連携研究推進事業に選定された「東大阪の優れたモノづくり技術の継承と現代ハイテクとの融合」(平成16年度-20年度)の成果の中間報告(平成16年度-18年度)
  • 水系のいくつかのプローブ反応における酸化チタンの物性とその光触媒活性の相関, Journal of Physical Chemistry B, Vol. 106 pp. 10501-10507,   2002年
  • タングステン酸水溶液の水熱処理による酸素発生に高活性な酸化タングステン光触媒の合成, Journal of Materials Chemistry, Vol. 11 pp. 3222-3227,   2001年
  • シュウ酸存在下における金属担持酸化チタン粒子懸濁液中での硝酸イオンのアンモニアへの効率的光触媒還元, Catalysis Letters, Vol. 76 pp. 31-34,   2001年
  • 高活性酸化チタン粒子の固定化 : 透明光触媒膜の新規合成, 30, 329, 335,   2001年
  • チタニア・ゼオライト複合触媒上での大気中の窒素酸化物除去の光触媒的酸化, 30, 429, 436,   2001年
  • 酸化ニオブ粉末の新規ソルボサーマル合成と液相懸濁中における光触媒活性, 11, 604, 609,   2001年
  • 高温・高圧下の有機溶媒中におけるチタンアルコキシドとリン酸エステルの共熱分解による耐熱性リン修飾酸化チタンナノ晶の合成, 河野 将明, 古島 利美, 古南 博, 香川 公司, 計良 善也, ニホン セラミックス キョウカイ ガクジュツ ロンブンシ, 109, 1268, 332, 337,   2001年, 10.2109/jcersj.109.1268_332
  • 圧縮木からの高密度炭素系吸着剤の製造, 99, 1485, 1490,   2001年
  • 化学発光プローブ法およびESR分光法による高結晶性酸化チタン光触媒上の活性酸素生成機構の解析, 105, 6993, 3999,   2001年
  • シランカップリング剤による金属酸化物担体の化学修飾と触媒調製への応用, 8, 109, 119,   2001年
  • 有機溶媒中におけるチタンアルコキシドとケイ酸エステルの熱分解 : 大表面積耐熱性シリカ修飾酸化チタンの新規合成法, 84, 1178, 1180,   2001年
  • 酸化タンタルナノ粒子のソルボサーマル合成と液相懸濁系における光触媒活性, 3, 2697, 2703,   2001年
  • 有機溶媒中で合成した酸化チタン光触媒による水の量論分解, 3, 4102, 4106,   2001年
  • 大表面積を有する酸化チタンナノ結晶上での窒素酸化物の光触媒的酸化, 136, 103, 109,   2000年
  • 有機媒体中におけるチタンアルコキシドの熱処理 : 超高活性酸化チタン光触媒の新規合成法, 130, 1937, 1942,   2000年
  • 耐熱性酸化チタンナノ結晶の新規合成法, 38, 10, 3925, 3931,   1999年
  • 有機溶媒中におけるヘマタイトおよびマグネタイト微結晶の合成と溶媒中の少量の水の影響, 82, 7, 1937, 1940,   1999年
  • 超高活性酸化チタン光触媒, 144, 1, 165, 171,   1999年
  • 金属パラジウム・ヘテロポリ酸の分散担持によるヒノキ木炭の燃料電池酸素極としての機能化, 炭素, 185, 12, 299, 301,   1998年
  • 超高活性酸化チタン光触媒, 56, 2-3, 125, 129,   1998年
  • 高結晶性りん酸水素バナジルの新規合成法, 81, 11, 3035, 3037,   1998年
  • 酸化チタン懸濁液のフェムト秒拡散反射分光法, 1998, 7, 579, 580,   1998年
  • グリコサーマル法による希土類ガリウムガーネットの合成, 81, 5, 1173, 1183,   1998年
  • ソルボサーマル法による大表面積ジルコニアの合成, 24, 4, 571, 579,   1998年
  • モルデナイト上に高分散担持されたチタニア上におけるNOxのアンモニア選択還元, 165, 1-2, 451, 459,   1997年
  • アルコールおよびオレフィンのH2o2酸化に対する一連のランタンドタングステン酸の触媒特性, 261, 1-2, 132, 139,   1997年
  • セチルピリジニウムカチオンで修飾したホルミウムタングステン酸のアルコール過酸化水素酸化に対する触媒特性, 124, 1, 29, 37,   1997年
  • セカンドステージ構造をもつ層状無機化合流の有機誘導体, アメリカ化学会:材料化学誌, 9, 7, 1614,   1997年
  • 高い耐熱性ときわめて高い光触媒活性を有する酸化チタン微結晶の新規合成:有機溶媒におけるチタンアルユキシドの発分解, 46, 235,   1997年
  • トルエン中で水熱結晶化により調製された超高活性酸化チタン(IV)を含む懸濁液中における酢酸の光触媒的完全分解, 1996, 1051,   1996年
  • セリウムを含むウィークレ型ヘテロポリオキソメタレートによるアルコールのH2O2酸化, 26, 9, 1663,   1996年
  • 一連のランタニドデカタングステン酸ナトリウムの分光学的検討:ランクニドとポリ酸との結合への4fn電子の寄与, 234, 193,   1996年
  • アミノ基を持つシランカップリング剤で化学修飾されたシリカゲル上へのリンバナジン酸の分散とそのメタノール酸化活性, 37, 229,   1996年
  • 有機溶媒中における前駆体生成を経る耐熱性シリカ修飾アルミナの合成, 35, 295,   1996年
  • 不活性な有機溶媒中におけるアルコキシドの熱分解:均一なムライト前駆体合成のための新規手法, 79, 3, 793,   1996年
  • 気相から有機溶媒に溶け込む水を用いるチタンアルコキシドの高温加水分解による耐熱性アナタースナノ結晶の合成, 15, 197,   1996年
  • 希土類アルミニウムガーネットのグリコサーマル合成, 226, 146,   1995年
  • アミノ酸の選択的N-環化反応にきわめて高活性な酸化チタン((]G0004[))光触媒, 242, 315,   1995年
  • 有機溶媒中での水熱結晶化により調製した超高活性酸化チタン((]G0004[))光触媒, 1995, 8, 693,   1995年
  • 耐熱性単斜晶ジルコニアの新規合成法:気相から有機溶媒に溶け込む少量の水を用いるジルコニウムアルコキシドの高温加水分解, 121, 1, L1,   1995年
  • グリコサーマル法で調製したリン修飾アルミナの熱安定性, 13, 11, 787,   1994年
  • グリコサーマル法によるリン酸ランタニドの合成, 日本化学会誌, 5,612,   1993年
  • 酢酸ランタニド水和物のグリコサーマル処理による酢酸塩水酸化物と酢酸塩酸化物の生成およびその熱分解挙動, 日本化学会誌, 5,605,   1993年
  • グリコサーマル法によるニオブ系複合酸化物の生成, 16,309,   1993年
  • 触媒用耐熱性ジルコニアの新規合成法:有機媒体中でのジルコニウムアルコキシドの熱分解, 97,L25,   1993年
  • アルミニウムイソプロポキシドとオルトケイ酸エチルのグリコサーマル処理を経る耐熱性シリカ修飾アルミナの合成, 11,269,   1992年
  • 有機媒体中でのアルミニウムアルコキシドの熱分解で生成したX-アルミナの熱転移, 75, 9, 2597,   1992年
  • 有機媒体中でのチタニア微結晶の合成, 日本化学会誌, 10,1364,   1991年
  • グリコサーマル法で調製したゲル状生成物からのイットリウムアルミニウムガーネット(YAG)の結晶化, 日本化学会誌, 10,1358,   1991年
  • 酢酸ランタン1.5水和物のグリコサーマル処理によるLa(CH3COO)2(OH)の生成およびその熱分解挙動, 日本化学会誌, 10,1254,   1991年
  • ジブサイトのグリコール中熱処理によるベーマイトのグリコール誘導体の生成-反応機構の検討-, 日本化学会誌, 10,1339,   1991年
  • グリコサーマル法によるスピネル型複合酸化物(ZnAl2O4,ZnGa2O4)の合成, 日本化学会誌, 7,1036,   1991年
  • グリコサーマル法によるイットリウムアルミニウムガーネットの合成, 76, 6, 1452,   1991年
  • アルミニウムアルコキシドと種々のグリコールの反応とその生成物の層構造, 3331,   1991年
  • アルミニウムアルコキシドのグリコール中での熱反応, 73, 4, 1100,   1990年
  • ペルオキソモリブデン(VI)酸アニオンの層状複水酸化物へのインターカレーションとオルソモリブデン(VI)酸アニオンへの可逆的変換, 日本シラミック協会誌, 105, 8, 707

特許

  • 可視光応答型光触媒組成物及びその製造方法, 黒田 靖, 古南 博, 特願2012-050307, 特開2013-184100, 特許第5814833号
  • 亜硝酸性窒素の浄化方法, 古南 博, 石山 由貴, 特願2011-052322, 特開2012-187490, 特許第5802027号
  • 無機系抗菌剤及びその製造方法, 古南 博, 福 康二郎, 森 秀次, 後藤 貴司, 特願2010-195452, 特開2012-051835, 特許第5647467号
  • 無機系防藻剤, 古南 博, 川久保 敬介, 森 秀次, 後藤 貴司, 特願2013-159248, 特開2015-030674
  • 無機系抗菌剤及びその製造方法, 古南 博, 常盤 雄毅, 森 秀次, 後藤 貴司, 特願2012-234719, 特開2014-084300
  • 排水処理法, 佐藤 浩安, 海野 哲也, 伊賀 祐人, 木村 隆典, 渡部 純, 小林 麻美, 古南 博, 戸谷 晃太, 特願2012-172493, 特開2014-030787
  • 可視光応答型光触媒組成物及びその製造方法, 黒田 靖, 古南 博, 特願2012-050307, 特開2013-184100
  • 反応実施方法, 古南 博, 橋本 圭司, 神應寺 厚志, 特願2011-207999, 特開2012-001736
  • 皮膚洗浄料, 古南 博, 森下 裕喜, 特願2011-071478, 特開2012-206946
  • 亜硝酸性窒素の浄化方法, 古南 博, 石山 由貴, 特願2011-052322, 特開2012-187490
  • 無機系抗菌剤及びその製造方法, 古南 博, 福 康二郎, 森 秀次, 後藤 貴司, 特願2010-195452, 特開2012-051835
  • 反応装置, 古南 博, 橋本 圭司, 神應寺 厚志, 特願2007-235438, 特開2009-066480

競争的資金

  • 文部科学省, 科学研究費補助金(基盤研究(B)), 表面プラズモン共鳴型光触媒の機能化と可視・赤外光誘起反応, 古南 博
  • 文部科学省, 科学研究費補助金(挑戦的萌芽研究), 水素を使用しない光触媒選択還元反応, 古南 博
  • 文部科学省, 科学研究費補助金(基盤研究(C)), 金属ナノ粒子の局在表面プラズモン共鳴を利用する新規光触媒材料の創製, 古南 博, 可視光に応答する光触媒の合成に関する研究が精力的に行われている。本研究では、金ナノ粒子の表面プラズモン共鳴(SPR)を可視光照射下でプラズモニック光触媒として応用することを検討した。プラズモニック光触媒はユニークな光吸収特性を示し、また、可視光照射下、有機酸の無機化や選択酸化、水素生成、有機化合物の還元において、優れた光触媒特性を示した。白金、銀、パラジウム助触媒で機能化されたSPR型光触媒は、それぞれ、水素生成、ニトロベンゼン還元、クロロベンゼンの脱水素において効果的に機能した。本研究で得られた結果は、さらに優れた活性と選択性を示す新規なプラズモニック光触媒の設計と開発に応用できる。
  • 文部科学省, 科学研究費補助金(基盤研究(C)), 熱-光触媒材料の開発と新奇反応の開拓, 古南 博, 光触媒と熱触媒の特徴を併せ持つ触媒材料を開発し、両触媒作用が調和して機能し、あるいは機能分担することにより優れた触媒機能を発現させることに成功した。TiO_2光触媒上でメタノールからギ酸メチルが高い選択率で生成し、これが光触媒的酸化反応とティシチェンコ反応(酸塩基触媒作用)の連続反応であることを明らかにした。また、ブテンの光触媒的異性化反応がPd-TiO_2上、室温で進行し、Pdの熱触媒作用(アルケンのヒドリド引き抜きとカルベニウムイオン中間体への再付加)を励起電子と正孔が加速させることを明らかにした。
  • 文部科学省, 科学研究費補助金(特定領域研究), ソルボサーマル法を駆使するゼロリコンビネーション光触媒材料の開発, 古南 博, 1.ソルボサーマル法によるTiO_2-シリカゲル複合材料の合成と評価シリカゲル共存下、トルエン中でTTBを300℃で熱分解(TD法)させることにより、アナタース型TiO_2ナノ結晶(結晶子径9nm)とシリカゲルの複合材料が得られた。試料の比表面積はいずれもTiO_2単独試料より大きく、シリカゲルとの複合化がTiO_2系材料の大表面積化に効果があることが明らかになった。TiO_2-シリカゲル複合材料の光触媒特性を窒素酸化物(NOx)の酸化的除去反応を用いて評価した。TD法で調製した複合材料はTiO_2量が少ないにも関わらず、TiO_2単独試料よりも高いNOx除去率を示した。さらに、中間体である二酸化窒素(NO_2)の気相への放出が低く抑えられていた。光触媒活性の高いTD-TiO_2とNOおよびNO_2、水分(H_2O)に対する吸着能力が高いシリカゲルを組み合わせることがNOx酸化的除去反応において効果的であることが明らかになった。比較のため、TD-TiO_2とシリカゲルの物理混合試料を作製したが十分な除去率は得られなかった。TD-TiO_2とシリカゲルの混合状態が不十分であり、TD-TiO_2とシリカゲル間の物質移動が効率的に進まなかったためであると考えられる。したがって、NOx酸化的除去反応においては、高活性なTiO_2と吸着特性に優れたシリカゲルを直接隣接複合化させることが重要であると考えられる。2.金属酸化物上に固定化させた遷移金属塩化物による可視光光触媒反応特性塩化ロジウムを酸化チタン(ST-01)に担持(1wt%)し、150℃で焼成した塩化ロジウム担持試料は紫外光領域から可視光領域へ伸びる吸収帯を確認できた。可視光照射下でのNOxの酸化的除去反応を行ったところ、光照射5時間後に、積分値で除去率99%の高い活性を示した。担持試料を水で洗浄してもRh塩はほとんど溶出せず、強固に酸化チタン表面に固定化されていると考えられ、繰り返し実験でも優れた除去率を維持した。また試料を水洗いした際、触媒表面上に蓄積した最終生成物であるNO_3^-がほぼ量論的に回収された。
  • 文部科学省, 科学研究費補助金(基盤研究(C)), 光触媒還元反応の基質選択性と還元深度の精密制御と硝酸イオンの還元無害化への展開, 古南 博, 本研究では、正孔捕捉剤共存下、光触媒還元反応による硝酸イオン(NO^-_3)のN_2への還元無害化を検討した。まず、シュウ酸イオン共存下0.5wt%Cu-TiO_2を用いたときの懸濁液のpHの影響を検討した。pHを上げると還元生成物はNH_3からNO^-_2へと変化した。懸濁液をアルカリ性にすることで系内のプロトンが少なくなりNO^-_3のプロトン化が起こらなくなったためであると考えられる。光、触媒、正孔捕捉剤のいずれかが欠けると反応が進まないことから、この反応は光触媒的に進行していることを確認した。触媒にCuPd-TiO_2を用いてpH12で12h光照射するとNO^-_2は生成せず、代わりにN_2が生成し、光触媒によるNO^-_3のN_2への還元無害化が可能であることを見出した。つぎに、この条件下における窒素化合物の分布の経時変化を検討した。照射時間が短い領域でNO^-_2が一時的に生成するが、時間を延ばすとNO^-_2はすぐに減少し検出されなくなった。一方、N_2の生成は誘導期を伴って増加した。CuおよびPdの担持量の影響を検討したところ、TiO_2に対してCuが0.5wt%、Pdが1.0wt%のときに最大活性となり、いずれかの成分をさらに増加させると活性は減少した。また、基質をNO^-_2に代え、触媒としてPd-TiO_2を用いてアルカリ性条件下で光触媒還元を行うと、NO^-_2は誘導期を持たずにN_2へと還元された。このことはNO^-_2からN_2への還元においてPdが助触媒として機能していることを表している。NO^-_3の還元反応の進行と共にシュウ酸イオンの酸化生成物である炭酸イオンが系内に蓄積し反応速度が低下するが、pHスウィング等により炭酸イオンを除去することにより反応は進行することを確認した。また、金属の担持方法を改善することにより反応速度を低下させずにほぼ定量的にNO^-_3をN_2への還元することができた。
  • 文部科学省, 科学研究費補助金(特定領域研究), ソルボサーマル法を駆使するゼロリコンビネーション光触媒の開発, 古南 博, 本研究では、有機溶媒の多様性を利用して、さまざまなソルボサーマル技術を新たに開発する。これらを駆使して様々なTiO_2光触媒系を調製し、その光触媒特性の評価や新規反応系を開拓するとともに、その量子効率の向上およびゼロリコンビネーション化を目指した。1)ソルボサーマル法によるブルカイト型酸化チタン光触媒の合成と光触媒特性評価TiO_2はアナタース、ルチル、ブルカイトの3つの結晶系で存在する。その中でアナタースとルチルはよく知られており、これらの合成および光触媒や触媒担体への応用に関する研究例は多い。一方、純粋なブルカイト型TiO_2は合成が困難であるため、その物性や光触媒特性についてはあまり研究されていない。そこで、ソルボサーマル法によるブルカイト型TiO_2の合成を種々検討した。その結果、チタン源にチタンオキシアセチルアセトナート、溶媒にエチレングリコール-水混合系、共存物質に各種ナトリウム塩を用いるとブルカイト型酸化チタンのナノ結晶が生成することを見いだした。これを複数の光触媒反応系に用いたところ、ブルカイト酸化チタンの最適な物性は反応系に依存して大きく異なること、および、最適な物性を付与された試料は、市販高活性品P-25やST-01と比べても遜色ない特性を示すことが明らかになった2)ソルボサーマル法を用いる酸化チタン-吸着剤コンポジットの合成とその評価気相中に拡散した物質の分解・無害化反応を効率的に進めるためにはTiO_2-吸着剤コンポジットが有効であると考えられる。しかし、高活性な光触媒を吸着剤と複合化されるのはかなり難しい。ソルボサーマル合成条件時に吸着剤を系内に共存させ、吸着剤上に直接高活性TiO_2を生成させる手法を開発し、これが期待通り優れた光触媒特性を示した。
  • 文部科学省, 科学研究費補助金(若手研究(B)), シランカップリング剤による触媒担体の高次化学修飾と高性能環境触媒調製への応用, 古南 博, 火力発電所で発生するNOxを除去する排煙脱硝触媒や自動車排ガス浄化用触媒は高温領域で使用されるため、触媒の耐熱性がその性能を決める重要な因子になる。これら触媒に用いられている金属酸化物担体の耐熱性を向上させれば、触媒の長寿命化や高性能化につながると考えられる。これまで様々な方法が試みられているが、その一つにシランカップリング剤(RnSIX_<(4-n)>)を担体表面に修飾する方法がある。本研究では、分子内にふたつのケイ素基をもつシラン剤ビストリエトキシシリルエタン(Bis)を用いて重要な触媒担体である酸化チタンの表面を化学修飾し、その耐熱性の改善効果ならびに担体の細孔構造について検討した。用いたTiO_2は大表面積(300m^2g^<-1>を有しているが、耐熱性は低く550℃で焼成すると表面積は著しく減少した。得られたBis-TiO_2のIRスペクトルにはSi-O結合による吸収がみられ、また、元素分析の結果からもSiの存在が確認された。また高温で焼成することにより起こる表面積の低下、結晶子径の成長、相転移のいずれもがBis修飾により大幅に抑制された。これは表面に存在するSiが粒子間のシンタリングを抑制していると考えられ、TEMにおいて粒子成長が抑制されていることが確認された。またBis修飾量の増加とともに、耐熱性も向上した。もとのTiO_2、Bis-TiO_2の窒素吸着等温線はともにIV型であり、ヒステリシスが現れていることからこれらはメソ、マクロ孔を有していると考えられる。焼成温度が上がるにともなって、細孔半径は大きくなり細孔容積は減少した。このことは粒子がシンタリングし大きな粒子になることで、小さな細孔はつぶれ新たに半径の大きな細孔を形成することを示している。シラン剤を添加することにより、細孔構造の大きな変化は抑制され、十分な細孔容積を維持していた。
  • 文部科学省, 科学研究費補助金(特定領域研究), ゼロリコンビネーション光触媒の開発と再結合速度評価法の開発, 古南 博, 有機溶媒を用いる新規な水熱結晶化法(HyCOM法)によりアナタース型TiO_2の微結晶を合成し、さらに後焼成処理を施して様々な物性を有するTiO_2を調製した。これらを用いてTiO_2の再結合速度評価法の確立を目指した。まず、無酸素下、正孔捕捉剤存在下の光照射により生成するTi^<3+>の量を定量する方法を試みた。Ti^<3+>は表面欠陥サイトで形成されると考えられ、その量は焼成温度を上げる、つまり、TiO_2の結晶化度を高くするほど単調に減少した。このTi^<3+>量はポンプ-プローブ法過渡吸収測定(PP-DRS法)により算出したk_<-r>との間にほぼ比例したことから、TiO_2の再結合特性を表す指標して利用できることがわかった。無酸素下での銀析出-酸素発生反応における銀イオン吸着量([Ag^+]_)と銀析出速度(R_)の間に直線関係が得られる。この反応の速度論的考察によると、[Ag^+]_-R_プロットの傾きの逆数が近似的にe^--h^+の再結合および電子捕捉の速度定数比(k_r/k_e)に比例すると考えられ、HyCOM(973)およびP-25のk_r/k_eは、それぞれ0.79,2.2と求められた。また、ひとつのAg_2SO_4水溶液から、一組の吸着量と反応速度を求める一点法により、各種TiO_2のk_r/k_eを簡便に求められることが明らかになった。そこで、物性の異なるHyCOMTiO_2のk_r/k_eを評価すると、Tcを上げるほどk_r/k_eは減少した。k_r/k_eのTc依存性はTi^<3+>量のTc依存性とは異なるが、k_r/k_eの対数とTi^<3+>量との間に正の相関が見られることから、k_r/k_eは、Ti^<3+>量と同様に再結合特性を表す指標して利用できることがわかった。
  • 文部科学省, 科学研究費補助金(奨励研究(A)), 有機溶媒を用いる新規酸化物調製法:環境浄化用大表面積・耐熱性触媒担体への展開, 古南 博, 発電所などから排出される窒素酸化物(NOx)に対する除去技術は既に確立されている。優れた除去技術にもかかわらず、現在大気中のNOx濃度はむしろ上昇する傾向にあり、酸性雨などによる生態系への影響が懸念される。現段階で最も効果的な対応法のひとつとして、実用触媒である酸化バナジウム系触媒の性能向上、つまり、担体である酸化チタンの表面積を大きくして、バナジウムのNOx還元サイト数を多くすることが有効であると指摘されている。しかしながら、従来の調製法あるいはその改良では大幅な大表面積化は期待できず、新規な触媒(担体)の調製法の開発が必要となってくる。本研究では有機溶媒を反応メディアとして酸化チタンを初めとする各種金属酸化物のナノ結晶を合成し、その熱的安定性を評価するとともに触媒担体材料としての可能性を検討した。チタンアルコキシドおよびケイ酸エステルをトルエン中、300℃で加熱処理すると両成分は熱分解してシリカ修飾チタニアのナノ結晶が得られた。この生成物はアナタース構造を有しておりその格子定数の評価からケイ素はアナタース構造に固溶していることが明らかになった。ケイ素がチタニア中に高分散しているためルチルへの相転移が抑制され、1000℃焼成後もアナタース相が安定であった。ナノ結晶性と高い相転移温度により、このシリカ修飾チタニアは高い熱安定性を示し、800℃焼成後も160m^2g^<-1>という大きな表面積を維持していた。同様の手法により、高い耐熱性を有する、リンおよびアルミナ修飾が合成できることを見いだした。さらに、有機溶媒中の水熱結晶化法により調製したチタニアに対して、シランカップリング剤による修飾を施すとその耐熱性が劇的に改善されることも見いだした。
  • 文部科学省, 科学研究費補助金(奨励研究(A)), 有機溶媒を用いるナノ結晶光触媒の新規合成とその評価, 古南 博, 近年、酸化チタン光触媒を用いて環境汚染物質を分解除去したり、水を水素と酸素に分解する試みが精力的に行われているが、反応を効率よく進行させるためには触媒自身の高活性化が必要不可欠となってくる。光触媒反応の速度論的考察から、高活性な触媒がもつべき物性は高表面積と高結晶性であると提案されていたが、沈殿法などの従来の手法で調製することは困難であった。本研究では、有機溶媒中で金属酸化物を結晶化させるという、常法とは根本的に異なる新規な手法2法を開発した。具体的には、チタンアルコキシドを不活性な有機溶媒中で熱分解させる手法、および、溶媒に用いたアルコールから均一に生成する水を用いて、アルコキシドを加水分解する手法により酸化チタンなどのナノ結晶性酸化物が容易に合成できることを見いだいした。また、これらナノ結晶を各種光触媒反応に用いると、市販の高活性触媒を越えるきわめて高い活性を示すことを見いだした。これは、本手法で合成された触媒が大表面積と高結晶性の両物性を満足しているためであると考えられる。つまり、大表面積は基質の吸着量を増やし、光照射で生成する電子-正孔対の捕捉を効率よく進行させ、また、高結晶性は電子-正孔対の再結合確率を低下させる効果があるということで説明できる。さらに、後焼成により物性を変化させた触媒・を各種光触媒反応に用いて、触媒の物性と活性の相関を解析した。反応が完結するのに必要な電子(あるいは正孔)の数(反応電子数)が増えるにしたがって、触媒の結晶性(再結合確率)が重要になることを見いだした。このような知見に基づいて、水の完全分解反応に適した触媒を設計、調製して、水分解反応に用いると、期待通り、最も活性が高いと考えられているP-25(Degussa)の性能を越える高い水素および酸素生成速度を示した。
  • 文部科学省, 科学研究費補助金(奨励研究(A)), 金属アルコキシドの加水分解同時結晶化による酸化物超微結晶の合成とその物性制御, 古南 博, チタンのアルコキシドを種々のアルコールやトルエンなどの無極性の有機溶媒に溶解し、これをオートクレーブ中、高温高圧下、気相からの有機溶媒に溶け込む少量の水を用いて加水分解するとともに結晶化させる手法を検討した。この手法によりアナタ-ス型酸化チタンが生成することを見いだし、また、これが結晶子径約9mmの超微結晶の集合体からなっていることをX線回析、透過型電子顕微鏡(TEM)観察から明らかにした。酸化チタンの有機溶媒に対する溶解度がかなり小さく、結晶成長が抑制されるためこのような酸化チタンの微結晶が生成したと考えられる。水を溶媒に用いる水熱法では微結晶合成は困難である。本手法で得られた酸化チタンの大きな特徴として、高温で焼成しても結晶成長が小さいことが挙げられる。通常のアルコキシド法で得られる無定形水和酸化チタンを400〜500℃で焼成するとアナタ-スが結晶化し、その結晶径も大きくなるのに対し、本手法で得られた酸化チタンは500℃で焼成しても11〜15nmの結晶子径を保ち、また、これに対応して、100m^2g^<-1>以上の表面積を維持した。細孔経分布も結晶の間隙に由来すると考えられるシャープな分布のピークが10nm付近にみられた。以上のことにより本手法で得られた酸化チタンは常法では合成困難な種々の優れた物性を示すことが明らかとなり、現在、J.Mater.Sci.Lett.に投稿中である。さらに、この酸化チタンを触媒担体および光触媒材料として利用することを現在検討している。