研究業績：先進機能材料研究部門・環境材料研究グループ

研

究

業

績

先進機能材料研究部門・環境材料研究グループ＜論文＞“Effect of B site substitution on the catalytic activity（2022）of La-based perovskite for oxidative coupling of
methane”
R. Gan, Y. Nishida, M. Haneda
Physica Status Solidi B – Basic Solid State Physics,
259, 2100544（2022）
A サイトに La を含むペロブスカイト触媒のメタン酸
化カップリング活性に及ぼす B サイト置換元素の影響について検討した。検討した触媒の中で、B サイトに Al、Ga、In、Yb を置換した触媒が高い触媒活性を示した。XPS や 16O/18O 交換反応より、B サイト

Pd と Pt のランダム合金ナノ粒子がニトリルの水素化を常温常圧下で触媒し、2 級アミンを高収率で与えることを見出した。相図上、Pd と Pt は非混和性だが、元素が酸素の活性化に寄与することが明らかとなり、移動性の高い表面酸素種がメタン酸化カップリング反応に重要であることが明らかとなった。
“Synthesis and acid catalytic activity of Al-doped

spiky-shaped niobium pentoxide”
T. Fuchigami, Y. Oyamada, M. Haneda, S. Nakamura,
K. Kakimoto
Physica Status Solidi B – Basic Solid State Physics,
259, 2100667（2022）
耐水蒸気性の高い固体酸性を示す Al をドープした酸
化ニオブの合成を検討した。Al 添加量（1-6mol%）

マイクロ波の急速加熱効果を利用した金属塩の還元速度制御によりランダム合金化に成功した。Pd と Pt のランダム合金化で電荷が偏った Pdδ+Ptδ- サイトが形成し、本サイト上でニトリルの吸着および活性化が促進されることを分光分析および DFT 計算により示した。
“Slow synthesis methodology - Directed immiscible

octahedral PdxRh1-x dual-atom-site catalysts forsuperior three-way catalytic activities over Rh”
Z. Tan, M. Haneda, H. Kitagawa, B. Huang
Angewandte Chemie International Edition, 61 ,e202202588（2022）
通常の方法では混ざらない Pd と Rh を原子レベルで均一に合金化したナノ粒子の合成に成功した。合金状
態 は XRD お よ び TEM-EDS 分 析 に よ り 確 認 し た。

Rh に対して 1/9 〜 3/7 の原子比で Pd と合金化することにより、Rh 単独や Pd 単独と比較して高い三元触媒活性を発現することを見出した。

に関係なく、いずれにおいても突起形状の酸化ニオブ“Operando Spectroscopic Study of the Dynamics of

粒子を合成できた。4mol% Al をドープした酸化ニオ

Ru Catalyst during Preferential Oxidation of CO
and the Prevention of Ammonia Poisoning by Pt”
K. Sato, S. Zaitsu, G. Kitayama, S. Yagi, Y. Kayada, Y.
Nishida, Y. Wada, K. Nagaoka
JACS Au, 2, 1627-1637（2022）
改質ガス中の CO を選択的に酸化する Ru/α-Al2O3 とPt-Ru/α-Al2O3 の 劣 化 機 構 を Operando 条 件 で のXAFS と IR の同時分析により検討した。Ru/α-Al2O3では、反応中に生成する NO によって Ru 表面が酸化

ブがストレッカー反応に対して最も高い触媒活性を示した。ラマン分光測定や NH3-TPD より、NbO4 と歪
んだ NbO6 が形成されることで発現する酸点が活性点として作用することを明らかにした。
“Nitrile hydrogenation to secondary amines underambient conditions over palladium-platinum
random alloy nanoparticles”
Y. Nishida, K. Sato, C. Chaudhari, H. Yamada, T.
Toriyama, T. Yamamoto, S. Matsumura, S.M. Aspera,
H. Nakanishi, M. Haneda, K. Nagaoka
Catalysis Science & Technology, 12 , 4128-4137― 52 ―

され、経時的に触媒活性が低下した。これに対し、

Ru の 10% を Pt で置換することで Ru-Pt 合金が形成
し、Ru の表面酸化が抑制されることで高い耐久性が発現することを立証した。

研究業績：先進機能材料研究部門・環境材料研究グループ＜ 総 説 ・解 説 ・報 文 ・そ の 他 ＞「パラジウム - 白金ランダム合金ナノ粒子によるニトリ「高温排ガス処理を施した貴金属触媒の反応解析」
羽田政明

ルから 2 級アミンへの選択的水素化」

触媒技術の動向と展望（触媒年鑑）, pp.85-93（2022）

西田吉秀・佐藤勝俊・永岡勝俊, 64（2）pp.73-78（2022）
触媒（Catalysts and Catalysis）「My 研究室ライフ」「ナノエンジニアリングによる高性能触媒の開発」

後藤玄樹

PETROTECH, 46（1）, 38（2023）

西田吉秀, 64（5）pp.280-284（2022）
触媒（Catalysts and Catalysis）＜口頭発表＞「アルミナ担持白金触媒の NO 酸化活性に及ぼす La 添加の効果」
栗本慶吾・西田吉秀・羽田政明

2022 年 度 第 4 回 資 源・ 環 境 関 連 材 料 部 会 討 論 会、
2022 年 6 月 30 日、名古屋“Effect of crystallite structure of Y-doped ZrO2 on

the morphology of IrRh particles and the threeway catalytic performance of supported IrRhcatalyst”
M. Haneda, Y. Nishida, K. Aono, H. Togashi, S.
OhishiTOCAT9, 24-29 July, 2022, Fukuoka“Metal nanoparticles catalyzed hydrogenation of

nitriles under ambient conditions”
Y. Nishida, C. Chaudhari, K. Sato, K. Nagaoka, M.
HanedaTOCAT9, 24-29 July, 2022, Fukuoka“Elucidation of oxygen reactivity at Pd-CZ interface

in engine-aged three-way catalyst”
M. Haneda, Y. Nakamura, T. Tsuda, F. Kimata, S.
Hosokawa, H. Asakura, K. Iwachido
12th International Conference on Environmental
Catalysis（ ICEC2022 ）, 30 July - 2 August, 2022,
Osaka（Invited）― 53 ―“ Th ree- w a y ca t a l y t i c p erf o rma n ce of I r R hnanoparticles supported on Y-stabilized ZrO2”
Y. Nishida, K. Aono, H. Togashi, S. Ohishi, M.
Haneda12th International Conference on Environmental
Catalysis（ ICEC2022 ）, 30 July - 2 August, 2022,
Osaka“Reactivity of lattice oxygen in Ti-site substituted

SrTiO3 catalyst for CO oxidation”
S. Hosokawa, Y. Yoshiyama, M. Haneda, H. Asakura,
K. Teramura, T. Tanaka
12th International Conference on Environmental
Catalysis（ ICEC2022 ）, 30 July - 2 August, 2022,
Osaka“Utilization of highly crystallized CeO2 as an additiveof Pt based catalyst for exhaust gas purification”
H. Tanaka, I. Morita, Y. Nagao, Y. Endo, T.
Wakabayashi, M. Haneda
12th International Conference on Environmental
Catalysis（ICEC2022）, 30 July - 2 August, 2022, Osaka“ Spiky-shaped Nb 2 O 5 nanoparticles: synthesis,

stability and surface reactivity”
T. Fuchigami, Y. Oyamada, P.G. Choi, Y. Masuda, M.
Haneda, S. Nakamura, K. Kakimoto
IUMRS-ICYRAM 2022, 3-6 August, 2022, Fukuoka

研究業績：先進機能材料研究部門・環境材料研究グループ「イリジウム - ロジウム触媒の合金状態に対するイット“Effect of Ca addition on the catalytic activity of

BaTiO3 for oxidative coupling of methane”
R. Gan, Y. Nishida, M. Haneda
第 52 回石油・石油化学討論会（国際セッション）、
2022 年 10 月 27-28 日、長野

リア安定化ジルコニア担体の影響」
西田吉秀・青野剛輝・冨樫ひろ美・大石隼輔・羽田政明
日本セラミックス協会 第 35 回秋季シンポジウム、

2022 年 9 月 14-16 日、徳島
「低温で機能するハイエントロピー酸化物系酸素吸放出「活性金属添加前に飽和脂肪酸添加による重質油脱硫活

材の開発」

性の向上」

後藤玄樹・西田吉秀・羽田政明

時津総一郎・小森一幸・山田

日本セラミックス協会 第 35 回秋季シンポジウム、

第 52 回石油・石油化学討論会、2022 年 10 月 27-28 日、2022 年 9 月 14-16 日、徳島

長野

「金属ドープ Nb2O5 ウニ状ナノ粒子の水熱合成と触媒

晃・羽田政明「リンと亜鉛が水素化脱硫触媒のアルミナ担体へ与える

活性」

影響」

渕上輝顕・松岡拓実・中村修一・羽田政明・柿本健一

山田

日本セラミックス協会 第 35 回秋季シンポジウム、

第 52 回石油・石油化学討論会、2022 年 10 月 27-28 日、2022 年 9 月 14-16 日、徳島

長野

「アルミナ担持白金触媒の NO 酸化活性に対するラン晃・小森一幸・羽田政明「亜鉛‐チタンまたは亜鉛‐ホウ素添加直接脱硫触媒のタン添加の影響」

開発」

栗本慶吾・西田吉秀・羽田政明

鈴木伸也・山田

第 130 回触媒討論会、2022 年 9 月 20-22 日、富山

第 52 回石油・石油化学討論会、2022 年 10 月 27-28 日、

晃・小森一幸・羽田政明

長野「N₂O 分解のための酸化コバルト触媒に対する異種元「アルミナ担体の水熱処理による水素化脱硫触媒活性へ素添加の効果」
篠原慧也・西田吉秀・羽田政明の影響」

第 130 回触媒討論会、2022 年 9 月 20-22 日、富山

髙橋駿佑・山田晃・鈴木伸也・小森一幸・羽田政明

第 52 回石油・石油化学討論会、2022 年 10 月 27-28 日、「異なる雰囲気で熱処理した担持ロジウム触媒上での三長野

元触媒反果」
山川智也・西田吉秀・細川三郎・朝倉博行・羽田政明「アルミナを添加したセリア−ジルコニア複合体の酸素

第 130 回触媒討論会、2022 年 9 月 20-22 日、富山

吸放出特性」
井手水美・西田吉秀・鎌田雅也・三浦真秀・羽田政明「結晶相の異なる YSZ に担持された Ir-Rh バイメタル

2022 年度 日本セラミックス協会東海支部 学術研究発
表会、2022 年 12 月 3 日、オンライン

ナノ粒子の合金構造の制御」
西田吉秀・青野剛輝・冨樫ひろ美・大石隼輔・羽田政明「酸化物系 NOx 吸着材の吸着脱離特性」

第 130 回触媒討論会、2022 年 9 月 20-22 日、富山薫田創太・西田吉秀・羽田政明

2022 年度 日本セラミックス協会東海支部 学術研究発「ジルコニア担持パラジウム触媒によるニトリルの選択

表会、2022 年 12 月 3 日、オンライン

的水素化反応」
岸本真明・西田吉秀・羽田政明
第 52 回石油・石油化学討論会、2022 年 10 月 27-28 日、「イリジウムと異種元素を複合化した三元触媒の開発」
羽田政明

長野

ESICB シンポジウム 2023、2023 年 3 月 8 日、オン
「二酸化炭素からのメタン変換のための担持ルテニウム
触媒の調製条件の影響」
三田剛志・西田吉秀・羽田政明
第 52 回石油・石油化学討論会、2022 年 10 月 27-28 日、
長野― 54 ―

ライン（依頼講演）

研究業績：先進機能材料研究部門・環境材料研究グループ「異種元素置換型 SrTiO3 触媒による CO 酸化」

日 本 セ ラ ミ ッ ク ス 協 会 2023 年 年 会、2023 年 3 月

8-10 日、横浜

細川三郎・吉山優志・羽田政明・朝倉博行・寺村謙太郎・
田中庸裕＜ポスター発表＞「担持型ルテニウム触媒による CO2 メタン化反応と触「担持パラジウム触媒によるニトリルの選択的水素化反応」

媒調製条件の検討」

岸本真明・西田吉秀・羽田政明

三田剛志・西田吉秀・羽田政明

2022 年度触媒学会西日本支部第 13 回触媒科学研究
発表会、2022 年 6 月 10 日、金沢

石油学会 第 26 回 JPIJS ポスターセッション、2022
年 5 月 30 日、東京

“Effective improvement of Pt catalyst for exhaust gas

purification by using the highly crystallized CeO2
as an additive”
H. Tanaka, I. Morita, Y. Nagao, Y. Endo, T.
Wakabayashi, M. Haneda
12th International Congress on Catalysis andAutomotive Pollution Control（ CAPoC12 ）, 29-31
August, 2022, Brussels, Belgium「水熱合成法によるハイエントロピー酸化物の作製とOSC 材への応用」
後藤玄樹・西田吉秀・羽田政明
石油学会 第 26 回 JPIJS ポスターセッション、2022
年 5 月 30 日、東京
「温和な条件下でニトリルを 1 級アミンへ選択的に水素化する担持型触媒の開発」「担持型触媒による常温常圧下での選択的ニトリルの水

岸本真明・西田吉秀・羽田政明
石油学会 第 26 回 JPIJS ポスターセッション、2022

素化」

年 5 月 30 日、東京

西田吉秀・岸本真明・羽田政明
第 131 回触媒討論会、2023 年 3 月 16-17 日、横浜

「調製条件の検討による CO2 メタン化触媒の高活性化」「NO に対する貴金属種の反応性解析」

三田剛志・西田吉秀・羽田政明

2022 年度触媒学会西日本支部第 13 回触媒科学研究
発表会、2022 年 6 月 10 日、金沢

冨樫ひろ美・青野剛輝・大石隼輔・羽田政明
第 131 回触媒討論会、2023 年 3 月 16-17 日、横浜

「希土類元素を用いたハイエントロピー酸化物の OSC材への応用」
後藤玄樹・西田吉秀・羽田政明

2022 年度触媒学会西日本支部第 13 回触媒科学研究
発表会、2022 年 6 月 10 日、金沢＜受賞＞

「Best Presentation Award」

H. Tanaka, I. Morita, Y. Nagao, Y. Endo, T.
Wakabayashi, M. Haneda― 55 ―

12th International Conference on Environmental
Catalysis（ ICEC2022 ）, 30 July - 2 August, 2022,
Osaka研究業績：先進機能材料研究部門・エネルギー材料研究グループ

先進機能材料研究部門・エネルギー材料研究グループ＜論文＞“Fabrication of ultra-bright carbon nano-onions viaとで、Si ナノ粒子のサイズを簡単に制御することがa one-step microwave pyrolysis of fish scale waste
in seconds”
Y. Xin, K. Odachi, T. Shirai
Green Chemistry, 24, 3969（2022）

できた。SiO2 マトリクスを化学エッチングすること
により、炭化水素により表面修飾された Si ナノ粒子
を選択的に抽出し、極性溶媒に良分散できる高効率可
視光発光性 Si ナノ粒子の合成にも成功した。

本研究では、魚の鱗から抽出したコラーゲンを原料として、コラーゲン分子中のペプチド官能基およびその“ Binder Derived Semi-Conductive Graphite/

三重螺旋構造に形成されたマクロ双極子モーメントに性を持つカーボンナノオニオンの合成に成功した。まAlumina Composites via Novel One-Step Pulsed
Electric Current Sintering”
H. H. Nguyen, Y. Xin, T. Shirai
Advanced Powder Technology, 33, 12（2022）

た、マイクロ波分解中、カーボンナノオニオンの表面

本研究では、アルミナとバインダー混合した粉末のパが水酸基やカルボンオキシル基に選択的に修飾され、ルス通電焼結を用いて、半導体アルミナ・黒鉛複合材

可視光発光性および極性溶液中での高い分散性を実現

料の新規作製手法の開発に成功した。アルミナと汎用した。これまでに報告されている他手法により合成さ性高いバインダー材ポリビニルアルコールをボールミれたカーボンナノオニオンと比べ 10 倍以上高い発光

ルより簡単に混合し、ポリビニルアルコールの添加濃効率を示し、現在世界最高の発光効率を発現した。ま度、および焼結中の温度や保持時間の調整により、高た、カーボンナノオニオンの水分散液を用いた液体塗

性能半導体アルミナ・黒鉛複合材料を作製した。また、布法により、フレキシブル薄膜や LED の作製にも成分散剤の添加により、作製した複合材料中のキャリ起因する高いマイクロ波吸収性を利用し、コラーゲン
を急速熱分解することにより、ワンステップで高結晶

アー種を制御し、p および n タイプ半導体セラミック

功した。

スの作製にも見出した。
“A novel sustainable and green mechanochemicalroute from a（HSiO1.5）n polymer to emissive silicon
nanocrystals”
Y. Xu, Y. Xin, K. Kato, T. Shirai
Journal of Materials Chemistry C, 10, 12588（2022）“Synthesis of Hydroxyapatites via Wet Mechanochemicalとにより、Si ナノ粒子が形成する新たなメカノケミ

Process for Enhanced Catalytic Decomposition of
Volatile Organic Compounds”
S. Nakagawa, Y. Xin, H. Nishikawa, R. Yoneyama, T.
Nakagawa, A. Yoshikawa, T. Shirai
Catalysis Letters, https://doi.org/10.1007/s10562-02304335-w（2023）

カル反応経路を見出した。
（HSiO1.5）n ポリマーは安価、本研究では、メカノケミカル処理を用いて、従来液相合成しやすいなど特徴を持つ無機材料であり、近年中反応しない水酸カルシウムとリン酸一水素カルシウ

Si ナノ粒子の前駆体として多く利用されている。しかし、従来の Si ナノ粒子の合成プロセスでは、1100

ムを反応させ水酸アパタイトの新規合成手法の創立に度以上の高温や長時間での水素供給が必要などの問題

酸アパタイトの粒子サイズ、形態、結晶性、化学組成

点 が あ っ た。 メ カ ノ ケ ミ カ ル 処 理 下 に お い て、および表面化学状態を詳しく評価した。メカノケミカ（HSiO1.5）n 分子の中の Si-H 結合が解離することによル処理中前駆体のイオン溶出挙動を調査することにより水素が生成し、生成された水素は反応容器中で還元り、反応メカニズムを推測した。また、得られた水酸雰囲気として Si ラジカルの生成および Si-O-Si 結合

アパタイトを用いて、揮発性有機物用分解触媒としての再配列を促進し、水素供給が不要なプロセスを実現

応用し、メカノケミカル処理で合成した水酸アパタイすることに成功した。また、メカノケミカル処理条件

トの化学構造に及ぼす触媒活性への影響について報告

におけるボールのサイズおよび処理時間を調整するこした。

本研究では、室温での遊星型ボールミルを用いて、（HSiO1.5）n ポリマーに機械的なエネルギーを加えるこ― 56 ―

成功した。異なるメカノケミカル処理で合成された水研究業績：先進機能材料研究部門・エネルギー材料研究グループ＜ 総 説 ・解 説 ・報 文 ・そ の 他 ＞“Hydroxyapatite as Green Catalyst for Environmental「局所反応場および表面制御から挑む新規機能性材料のCleaning”
辛設計と創製」

韵子・白井

孝

辛

先進セラミックス研究センター年報 10（2021）6-15、

韵子

セラミックス 57、8（2021）502-504、2022 年 8 月

2022 年 7 月「水酸アパタイトを利用した新規環境浄化触媒の開発」
白井

孝・辛

韵子

Phosphorus Letters No.106（1st, Feb, 2023）＜口頭発表＞「界面反応場を利用した機能性材料の創製」
白井「材質の異なるボールを用いた石炭灰のメカノケミカル

孝

活性化及び化学構造の変化」

先進セラミックス第 124 委員会 第 168 回会議、2022

三宮拓実・辛年 6 月 16 日、横浜国立大学、ハイブリット形式（依日本セラミックス協会 第 35 回秋季シンポジウム、

頼講演）

2022 年 9 月 14-16 日、徳島大学「マイクロ波局所反応による高効率可視光発光カーボン

韵子・加藤邦彦・白井「マイクロ波が拓く宇宙インフラの未来：建設材料の地

ナノオニオンの合成」

産地消技術開発」

辛加藤邦彦・白井

韵子・白井

孝

孝

孝・田島孝敏・渕田安浩・石川洋二

日本セラミックス協会 第 35 回秋季シンポジウム、

第 66 回宇宙科学技術連合講演会、2022 年 11 月 1-4 日、2022 年 9 月 14-16 日、徳島大学

熊本城ホール「メカノケミカルプロセスにおける水素スピルオー「SDGs に資するセラミックスプロセスデザイン」

バー現象と新規複合ナノ材料の創製」
加藤邦彦・須藤隆文・辛

韵子・白井

白井

孝

第 20 回五セラミックス研究機関合同講演会、2022 年

孝日本セラミックス協会 第 35 回秋季シンポジウム、

11 月 7 日、名古屋工業大学（依頼講演）

2022 年 9 月 14-16 日、徳島大学「マイクロ波誘起表面・界面反応によるコアシェル型複「水素シルセスキオキサンのメカノケミカル処理による合ナノ粒子合成」

機能性シリコンナノ粒子の作製」
徐玉萍・辛韵子・加藤邦彦・白井加藤邦彦・辛韵子・白井孝2022 年度日本セラミックス協会東海支部学術研究発孝

日本セラミックス協会 第 35 回秋季シンポジウム、

表会、2022 年 12 月 3 日、オンライン

2022 年 9 月 14-16 日、徳島大学「マイクロ波水熱反応による HAp/Cu 複合粒子の合成」「粒子配合を制御したゲルキャスト成形体の還元焼結に
韵子・加藤邦彦・白井

韵子・白井

孝

2022 年度日本セラミックス協会東海支部学術研究発
表会、2022 年 12 月 3 日、オンライン

おける黒鉛化挙動」
舟橋由晃・辛鈴木凌平・加藤邦彦・辛孝

日本セラミックス協会 第 35 回秋季シンポジウム、
2022 年 9 月 14-16 日、徳島大学― 57 ―

研究業績：先進機能材料研究部門・エネルギー材料研究グループ「石炭灰のメカノケミカル表面改質およびボールの材質「マイクロ波ポリオール反応による銀ナノ粒子の合成おによる化学構造への影響」
三宮拓実・加藤邦彦・辛よび結晶構造制御」
韵子・白井孝

西尾瑛至・辛2022 年度日本セラミックス協会東海支部学術研究発
表会、2022 年 12 月 3 日、オンライン「メカノケミカル反応による水素タングステンブロンズ
韵子・白井

7-8 日、岡山大学「メカノケミカルプロセスによる水素タングステンブロ
ンズの室温合成」

孝矢吹晃隆・加藤邦彦・辛2022 年度日本セラミックス協会東海支部学術研究発
表会、2022 年 12 月 3 日、オンライン

孝

7-8 日、岡山大学“Synthesis of Visible-Photoluminescent Silicon Quantum

Dots via a Novel and Facile Mechanochemical
Reaction of Hydrogen Silsesquioxane”
Y. Xin, Y. Xu, K. Kato, T. Shirai
日 本 セ ラ ミ ッ ク ス 協 会 2023 年 年 会、2023 年 3 月
8-10 日、神奈川大学

密合成」
韵子・加藤邦彦・白井韵子・白井

第 61 回セラミックス基礎科学討論会、2023 年 1 月「マイクロ波ポリオール反応を用いた金属ナノ粒子の精西尾瑛至・辛孝

第 61 回セラミックス基礎科学討論会、2023 年 1 月

合成と固体酸触媒への応用」
矢吹晃隆・加藤邦彦・辛韵子・加藤邦彦・白井孝

2022 年度日本セラミックス協会東海支部学術研究発
表会、2022 年 12 月 3 日、オンライン「水酸アパタイト粒子の水熱合成及び固体酸塩基触媒へ「マイクロ波プラズマアシスト反応によるホモ−ヘテロの応用」
神谷遥斗・加藤邦彦・辛韵子・白井

接合形成と可視光応答型光触媒への応用」

孝2022 年度日本セラミックス協会東海支部学術研究発
表会、2022 年 12 月 3 日、オンライン

加藤邦彦・松井亮介・辛

韵子・白井

孝

日 本 セ ラ ミ ッ ク ス 協 会 2023 年 年 会、2023 年 3 月

8-10 日、神奈川大学“ Synthesis of Functional Silicon Nanocrystal via

Novel Mechanochemical Processing of（HSiO1.5）npolymer”
Y. Xu, Y. Xin, K. Kato, T. Shirai2022 年度日本セラミックス協会東海支部学術研究発
表会、2022 年 12 月 3 日、オンライン「局所反応場から挑む次世代発光材料の設計と創製」
辛「石炭灰の固化挙動に影響を及ぼす構造が異なるケイ酸
イオンの構造評価」
三宮拓実・辛韵子・加藤邦彦・白井孝

日 本 セ ラ ミ ッ ク ス 協 会 2023 年 年 会、2023 年 3 月

8-10 日、神奈川大学「キレート錯体を用いた水酸アパタイトのマイクロ波水

韵子

熱合成」

日本セラミックス協会 マテリアル・ファブリケーショ

神谷遥斗・加藤邦彦・辛

韵子・白井

孝

ン・デザイン研究会、2022 年 12 月 21-22 日、浜松（依日 本 セ ラ ミ ッ ク ス 協 会 2023 年 年 会、2023 年 3 月

頼講演）

8-10 日、神奈川大学“Functional Silicon Nanoparticles Prepared via a「高効率可視光発光カーボンナノオニオンの新規合成

Novel and Facile Mechanochemical Processing ofHydrogen Silsesquioxane”
Y. Xin, Y. Xu, K. Kato, T. Shirai
第 61 回セラミックス基礎科学討論会、2023 年 1 月
7-8 日、岡山大学

および LED への応用」
辛

韵子・大舘

快・白井

孝

第 70 回応用物理学会春季学術講演会、2023 年 3 月

15-18 日、上智大学“Visible-Photoluminescent Silicon Quantum Dots

「ケイ素助剤中構造の異なるケイ酸イオンが及ぼす石炭
灰の固化挙動への影響」
三宮拓実・辛韵子・加藤邦彦・白井孝

第 61 回セラミックス基礎科学討論会、2023 年 1 月

7-8 日、岡山大学― 58 ―

via a Novel and Facile Mechanochemical Reactionof Hydrogen Silsesquioxane”
Y. Xin, Y. Xu, K. Kato, T. Shirai
第 70 回応用物理学会春季学術講演会、2023 年 3 月
15-18 日、上智大学

研究業績：先進機能材料研究部門・エネルギー材料研究グループ「メカノケミカル反応による HxWO3 ／カーボン複合
ナノ粒子合成と光触媒応用」
加藤邦彦・辛韵子・白井孝

第 70 回応用物理学会春季学術講演会、2023 年 3 月

15-18 日、上智大学＜ポスター発表＞“ One-Step Synthesis of Hydrophobic Silicon「メカノケミカル反応場制御による HxWO3 合成と触媒

Nanocrystals with Visible Photoluminescence”
Y. Xu, Y. Xin, K. Kato, T. Shirai
日本セラミックス協会 東海支部 第 62 回東海若手セラミスト懇話会 2022 年夏期セミナー、2022 年 6 月
17 日、オンライン

応用」
矢吹晃隆・加藤邦彦・辛

韵子・白井

孝

日本セラミックス協会 マテリアル・ファブリケーショ
ン・デザイン研究会、2022 年 12 月 21-22 日、浜松
「異なるマイクロ波加熱条件におけるポリオール反応で「遷移金属含有水酸アパタイトの合成および VOC 酸化の金属ナノ粒子の生成挙動」

触媒特性への影響」
鈴木淩平・辛韵子・加藤邦彦・白井西尾瑛至・辛孝

韵子・加藤邦彦・白井孝

日本セラミックス協会 マテリアル・ファブリケーショ

日本セラミックス協会 東海支部 第 62 回東海若手セン・デザイン研究会、2022 年 12 月 21-22 日、浜松

ラミスト懇話会 2022 年夏期セミナー、2022 年 6 月

17 日、オンライン「キレート錯体を用いた水酸アパタイトのマイクロ波ア
シスト水熱合成」「メカノケミカル処理を用いた石炭灰の表面活性化およ神谷遥斗・加藤邦彦・辛びその化学構造解析」
三宮拓実・辛韵子・加藤邦彦・白井

韵子・白井

孝

日本セラミックス協会 マテリアル・ファブリケーショ
ン・デザイン研究会、2022 年 12 月 21-22 日、浜松孝

日本セラミックス協会 東海支部 第 62 回東海若手セラミスト懇話会 2022 年夏期セミナー、2022 年 6 月

17 日、オンライン＜受賞＞“Best Material Design Presentation Award”“Fighting spirit Award”

舟橋由晃・辛三宮拓実・辛韵子・加藤邦彦・白井孝

韵子・加藤邦彦・白井孝

日本セラミックス協会 第 35 回秋季シンポジウム、

日本セラミックス協会 第 35 回秋季シンポジウム、

2022 年 9 月 14-16 日、徳島大学

2022 年 9 月 14-16 日、徳島大学“Best Processing Design Presentation Award”

Y. Xu, Y. Xin, K. Kato, T. Shirai
日本セラミックス協会 第 35 回秋季シンポジウム、
2022 年 9 月 14-16 日、徳島大学― 59 ―

研究業績：先進材料設計研究部門・材料創製研究グループ

先進材料設計研究部門・材料創製研究グループ＜論文＞“Enhanced CO2 conversion on highly-strained andoxygen-deficient BiVO4 photocatalyst.”
S. Akrami, Y. Murakami, M. Watanabe, T. Ishihara, M.
Arita, Q. Guo, M. Fuji, K. Edalati
Chemical Engineering Journal, 442, 136209, 2022
BiVO4 は低いバンドギャップと高い安定性から、光触媒による CO2 変換に大きな注目を集めているが、
電子 - 正孔再結合率が高いため光触媒活性に限界があ

Puengjinda, M. Fuji, A. Eiad-ua, S. KlomKlao, A.
Jaruvanawat
Current Applied Science and Technology, 22（4）, 1-9,2022
本研究では、ウォーターヒヤシンスを原料として、化学的活性化を伴う水熱炭化によりナノポーラスカーボ
ン を 作 製 し た。 合 成 し た 試 料 の 比 表 面 積 は 最 大942.818 m2/g となり、メソ孔の存在が明らかになった。

る。本研究では、この欠点を克服するため、高圧ねじ

また、合成した試料を用いて、廃水中の有機汚染物質

り 加 工（high-pressure torsion process） に よ り、で あ る メ チ レ ン ブ ル ー（MB） の 除 去 実 験 を 行 い、

BiVO4 に酸素空孔と格子歪みを同時に導入した。高圧ねじり加工後の BiVO4 は、TiO2（P25）光触媒に匹敵する活性を示し、高い光触媒 CO2 変換率を示し

pH、染料濃度、吸着時間などのパラメータが及ぼす影響を調べた。その結果、MB の最高除去効率は 10 〜
30 分の吸着時間内で約 96.8 〜 99.9% となり、優れた。本研究は、格子歪みと欠陥のエンジニアリングにた吸着性能を示すことがわかった。シミュレーション

よって、CO2 変換のための活性な光触媒の開発のたにより、吸着等温線は Freundlich 式に一致し吸着挙めの実現可能な道筋を提示している。

動は重力によって起こることが示唆された。

“Cattail（Typha angustifolia）flowers derived porous“Significant CO2 photoreduction on a high-entropy

carbons supported electroplated Ni and Cu catalysts
for hydrogenation of methyl levulinate to γvalerolactone”
N. Kaewtrakulchai, W. Gunpum, M. Fuji, A. Eiad-ua
Biomass Conversion and Biorefinery, 2021（online）
ヒメガマ（Typha angustifolia）の花から水熱プロセ

oxynitride”
S. Akrami, P. Edalati, Y. Shundo, M. Watanabe, T.
Ishihara, M. Fuji, K. Edalati
Chemical Engineering Journal, 449, 137800, 2022
光触媒を用いた CO₂ 光還元は、利用可能な触媒ではスによる複合炭化によって炭素担体を調製し、電気まだ効率が低い。本研究では、光還元活性を有する光めっき法を用いて炭素担持金属触媒の新規合成法を開触媒として、高エントロピー源である酸窒化物を導入発した。調製したカーボンは、高表面積、多孔質、優した。この材料は、対応する高エントロピー酸化物、れた電気伝導性を示した。電気めっきプロセスでは、

ベンチマーク光触媒である P25 TiO₂、および文献に

溶液温度 50 ℃、印加電圧 4V が、炭素担体上に均一

紹介されているほぼすべての触媒と比較して、高い光な金属相と高い金属分散性を有する触媒を合成するた

触媒 CO₂-CO 変換能を示した。この酸窒化物の高いめの最適条件となった。合成した Ni-C 触媒およびCu-C 触媒は優れた触媒活性を示し、レブリン酸メチ
ルのγ - バレロラクトンへの水素化反応の触媒として活性と化学的安定性は、光の吸収が大きく電子と正孔用 い た 場 合、レ ブ リ ン 酸 メ チ ル 変 換 率 は そ れ ぞ れと考え、高エントロピー源である酸窒化物が CO2 光

32.68% および 29.17% であった。

還元に有望な光触媒であることが確認された。

“ Nanoporous carbon from water hyacinth via“Change in the dispersion states of short-length-hydrothermal carbonization assisted chemical
activation for dye adsorption in wastewater”
M. Sukulbrahman, S. Siraorarnroj, N. Suksai, N.
Kaewtrakulchai, S. Chutipaijit, S. Chanpee, P.

cellulose nanofibers upon dilution investigated by atime-domain nuclear magnetic resonance（ TDNMR）”
C. Takai-Yamashita, J. Ikeda, Y. Wada, Y. Ohya, Y.

― 60 ―

電荷キャリアの分離が難しく、再結合しやすいため、が分離しやすいこと、電荷キャリアの再結合が少ない
こと、表面への CO₂ 吸着が高いことに起因している

研究業績：先進材料設計研究部門・材料創製研究グループ

Yamagata, Y. Takasaki, M. Fuji, M. Senna
Cellulose, 29, 7049-7062, 2022

ジェット燃料製造のための最高性能の触媒を検討し高圧ホモジナイザーで調整した水性ゾルの短尺のセル

ン金属リン化物（Co-P/PFC、Ni-P/PFC、Fe-P/PFC、ロースナノファイバー（CNF）は 20wt% から 1wt%とがわかった。30 分間の磁気撹拌により繊維ネット

Mo-P/PFC）触媒を、湿式含浸と還元処理によって金属担持量 10wt.% で合成し、触媒の性能についてテストした。Fe-P/PFC 触媒は、他の合成触媒よりも高い
活性相分散性と高い酸性度により、100% 転化率で最ワークが解離し、1wt% の CNF ゾルでは断片化した

高の水素化分解性能を示し、バイオジェット選択率

た。PFC 担持のコバルト、ニッケル、鉄、モリブデに希釈すると、低磁場 1H 核磁気共鳴（NMR）の低磁場での緩和時間（T2）が急激に長くなっているこ

繊維が出現した。希釈ゾルの比粘度が低下すると、94.6% を 達 成 し た。 さ ら に、Fe-P/PFC 触 媒 は、C91 wt% 以下ではレオロジー挙動が指数関数的から線

（35.4%）および C10（37.6%）炭化水素に対して最形に変化し、繊維間相互作用が著しく低下することがも選択的であることが判明した。

示唆された。高圧ホモジナイザーによる繊維の破砕が進むと粘度が上昇するのは、繊維間水分子がより強固“ Catalytic deoxygenation of palm oil over metalに保持されているためと考えられる。高粘度 CNF ゾ

phosphides supported on palm fiber waste derived
activated biochar for producing green diesel fuel”
N. Kaewtrakulchai, M. Fuji, A. Eiad-ua
RSC Advances, 40, 26051-26069, 2022.

ルの複雑な挙動を理解することで CNF 関連技術を開発する道が開ける可能性がある。
“Visible-light photocatalytic oxygen production on a

本研究では、パーム繊維を担体とするリン化ニッケル

high-entropy oxide by multiple-heterojunction
introduction”
P. Edalati, Y. Itagoe, H. Ishihara, T. Ishihara, H.
Emami, M. Arita, M. Fuji, K. Edalati
Journal of Photochemistry & Photobiology, A:
Chemistry, 433, 114167, 2022

（Ni-P）およびリン化鉄（Fe-P）触媒を湿式含浸法により合成し、いくつかの手法により広範な特性評価を行った。その結果、PFAC 担体は高炭素量、高空伱率（SB E T 1039.64 m² g-1、VT0.572cm3 g-1） と い っ た、
触媒調製に適した物理化学的特性を示した。また、担持された Ni-P および Fe-P 触媒の優れた触媒性能に

本研究では、可視光駆動型の光触媒を実現するために、より 63.37 〜 79.65% の優れた液体炭化水素収率が得

Ti-Zr-Nb-Ta-W-O 系に 10 種類のヘテロ接合を同時導られた。金属リン化物 /PFAC 触媒は優れた触媒活性、入した。高圧ねじり法と酸化により合成された酸化物

簡単な調製、大規模な脱酸素反応によるバイオ燃料製

は、共触媒の添加なしに可視光下で水から酸素を生成造のための代替触媒として、大きな可能性を持っていすることに成功した。この光触媒性能は、高い可視光ると考えられる。

吸収率、低いバンドギャップ、適切なバンド構造、複数のヘテロ接合の存在、それに伴う容易な電子 - 正孔

“Surface activities of silica powders produced by

分離と遅い再結合に起因すると考えられる。これらのmilling”
T. T. T. Hien, T. Shirai, M. Fuji
AIP Conference Proceedings 2610, 020001, 2022
2 種類のシリカ粉末（IOTA と SFP）をボールミル処理によって機械的に改質した。回転速度（100、200、300rpm）、処理時間（15、30、60 分）、ボールの大きさ（01、05、10mm）を変えて実験を行った。ボール
ミル条件が Si イオンのアンモニア水溶液への溶出に及ぼす影響を調査した。アンモニア水への溶存 Si4+

結果は、新しい可視光活性光触媒としての高エントロ
ピー酸化物の可能性を示すだけでなく、可視光下での光触媒反応を実現する戦略として、多重ヘテロ接合の導入も紹介している。
“Porous biochar supported transition metal phosphidecatalysts for hydrocracking of palm oil to bio-jetfuel”
N. Kaewtrakulchai, A. Smuthkochorn, K. Manatura,
G. Panomsuwan, M. Fuji, A. Eiad-ua
Materials, 15（19）, 6584, 2022

イオン量と振とう時間の関係を原料粉末と処理粉末のボールミル条件を変えて調査した。非晶質粉末では多孔質炭素触媒に担持された様々な金属リン化物の上

20 時間振とうしたときの溶存 Si イオンで測定した比表面活性が 950 から 1700ppm/m2 に上昇した。さらに、回転数を 200rpm、処理時間を 30 分にすると表面活性はそれぞれ 13.6％、10.6％だけ増加した。さらに、回転数を 300rpm、処理時間を 60 分に上げたが、表でパームオレイン油から水素化分解によりバイオ

面活性はそれ以上向上しなかった。これらの結果はジェット燃料（C9-C14 炭化水素）を製造し、バイオボールの大きさの影響を受けなかった。ボールミル処

植物性油脂の水素化処理による液体輸送燃料へのアップグレードは、バイオ燃料を製造するための最も魅力的で有望な技術的経路となっている。本研究では、― 61 ―

研究業績：先進材料設計研究部門・材料創製研究グループ

理により溶解した Si イオンの量は結晶性粉末で 88%、など、活性炭の構造と物理化学的特性に影響を与える

非晶質粉末で 63% 増加した。

ことがわかった。なお、800 ℃、2 時間で得られた活性炭は、非晶質相、多孔質、表面積が他条件に比べて“ Preparation of activated carbon from various

biomasses by single-stage pyrolysis”
S. Thowphan, N. Kaewtrakulchai, A. Jaruvanawat, S.
Chutipaijit, P. Puengjinda, N. Chollacoop, M. Fuji, A.
Eiad-ua
Journal of Physics: Conference Series, 2175, 012009,2022

最も高かった。
“Evaluating surface smoothness of composite films

of well-dispersed silica particles Surface Engineering”
Q. Wen, F. Tanahashi, M. Fuji
Surface Engineering, 38, 786-796, 2023
誘電率の測定値は測定サンプルの表面平滑性の影響を現在、バイオマスから合成されたナノサイズ孔をもつ受けることが知られている。本実験においては、ポリ

活性炭は、大気汚染の解決や水質汚濁の解決など、様々

イミドとシリカ粒子の複合フィルムを作製し、測定治な用途に広く使用されている。本研究では、ココナッ

具の電極表面とフィルムの表面に生じるギャップが誘

ツ殻、ココナッツ葉、ココナッツの苞葉、キャットテー

電率の測定値に与える影響について評価した。フィルフラワー、キャットテールの葉、マンゴスチンの苞ラーとして用いるシリカ粒子は異なる方法で表面修飾

葉、ドリアンの苞葉、トウモロコシの葉、ユーカリのを施して、ポリイミドに導入した。誘電率測定結果は

苞葉、サトウキビの葉、トディヤシの苞葉から合成しフィルム中における粒子の分散状態よりもサンプル表

た活性炭が熱分解温度に与えられる影響を調査した。

面の粗さから受ける影響の方が大きいことが分かっ

各種バイオマスの熱分解を、100ml/min の N2 フロー

た。フィルムの表面平滑性が上昇すると誘電率の測定

下、700 〜 900℃の温度で 2 時間かけて、その構造や値が高くなることが分かった。本実験に用いた平滑性

物理化学的特性を調べた。その結果、バイオマスの種の評価方法は平滑性の異なるフィルムの評価結果を比類と熱分解温度は、細孔構造、表面官能基、元素組成

較することによって確認した。

＜著書＞「第 66 回粉体入門セミナーⅡ「粉をつくりそして利用ている。

するために」」

押出成形は、一定断面形状物の作成に向いている。応3．粉体成形・粉体を形にする

用例は、耐火物（中空）、ハニカム触媒担体、透明ア

藤

ルミナ管などがある。

正督

日本粉体工業技術協会、66-90、2022

射出成形は、射出成形機内で粉体と樹脂のコンパウン

粉体成形を利用したセラミックス製造では、最終製品

ドを加熱溶融して流動性を付与した後、溶融コンパウの材料特性に影響する微構造が重要となるがこの微構

ンドを金型に射出充填し、冷却して成形体を作製する

造は成形体内の粉体充填構造により決定され、プロセ方法である。タービンブレード、ギア、高寸法精度がスの前半で材料の運命は決まっている。焼結後に残っ求められる場合に有効な成形法である。

た気孔の中で最大で扁平な気孔が材料の破壊減とな

鋳込み成形では、液中で粒子間に作用する力が重要でる。また、まったく同じ材料であっても強度をそのまある。引力としては、ファンデルワールス力、斥力とま測定するときと、小さく分割して測定するときでは、

しては、電気二重層の重なりによる静電相互作用が挙

平均強度は後者のほうが高い。これは材料の体積効果

げられ、この二つのポテンシャルの曲線の形によってとして知られている。

凝集するかが決まる。

粉体成形に関して、固 / 気 / 液分散系の充填状態ではテープ成形では、一般的に有機溶剤を用いたスラリー

ドライ域からスラリー域の中のいずれかの充填状態をが用いられ、概ね 0.02 ㎜ ~1 ㎜のシートが得られる。

とるが、飽和度 S という指標はマクロな充填状態を多層基板、多層コンデンサー、圧電素子などの製造に定量的に表現するに当たって重要となる。

用いられる。この成形方法では、粒子のアスペクト比

加圧成形に関しては、乾式一軸加圧成形は量産性と寸が大きい場合には粒子配向が生じる。また、テープ成法精度に優れている成形方法であり、電子材料・耐火

形は乾燥により固化を行うため、有機溶剤を用いるがレンガ・タイル・機械部品・切削工具などに応用され環境に配慮して水系でも試みられている。

― 62 ―

研究業績：先進材料設計研究部門・材料創製研究グループ

新しい成形方法として、ゲルキャスティング成形法が水を混合したスラリーを鋳込みゲル化させ、離型する。

ある。セラミックス粉体と結合剤モノマーと分散材、その後、乾燥、脱脂、焼結を得て固化体を作製する。

＜ 総 説 ・解 説 ＞「無焼成固化セラミックスの開発」
藤

化や環境危機を引き起こしている。この問題を解決する方法として、CO₂ を光触媒で CO や有用成分に変正督

CERAMICS JAPAN、57（4）、238-241、2022

換することが新たな戦略として注目されている。この

当研究グループでは焼成工程を経ないセラミックス固

点で、CO₂ 光還元に高い効率を持つ光触媒の探索が化体、いわゆる「無焼成セラミックス」の研究を行っ

大きな課題となっている。近年、高圧ねじり（HPT）ている。本技術では窯業原料粉の表面を摩砕し化学活プロセスによる強塑性変形（SPD）が、CO₂ 変換の性を得て固化する方法である。高温や高圧を必要としための新規活性触媒の開発に効果的に利用されていないことから省エネ、低コスト、温室効果ガス排出量（ii）
る。これらの光触媒は、（i）酸素空孔と歪み制御、削減など環境にやさしいものづくりである。

高圧相の安定化、（iii）欠陥のある高エントロピー酸

ただし、すべての焼成セラミックスを代替えするよう化物の合成、（iv）低バンドギャップの高エントロピー

な方法ではない。本稿では無焼成セラミックスの概要、

酸窒化物の合成、という 4 つの主要戦略に基づいてセラミックス原料の表面活性化メカニズムや応用研究設計されてきた。これらの戦略は、CO₂ 吸着の改善、に一部の成果について説明する。

光吸収率の向上、バンド構造の調整、バンドギャップの狭小化、電荷キャリアの移動の加速、電子と正孔の再結合率の抑制、光触媒反応の活性サイトの提供など「無焼成セラミックスと粒子界面Ⅲ」
藤により、従来の光触媒やベンチマーク光触媒と比較し正督JCMA、61、17-20、2022て光触媒効率を向上させることが可能である。本稿で無焼成セラミックスの理解に必要な知識として寄稿をSPD を応用した光触媒 CO₂ 変換用機能性セラミッ
は、始めて、3 回目となる本号においては粉体表面の高い

クスの開発に関する最近の進展について紹介した。

活性を緩和させる「化学的表面緩和現象」と「物理吸着による緩和現象」について解説する。化学的表面緩「無焼成焼成セラミックスを用いた多孔体」

和は、活性を持つ表面と酸素などの大気中の反応性を

藤正督

持つ気体と化学反応することによって起こる。特に酸、89-99、2023
粉体および粉末冶金、70（2）化物表面においては水蒸気が化学吸着し、表面水酸基

カーボンニュートラルな社会の実現は、経済的・産業で被覆された状態となる。物理吸着による表面緩和は、的に現実的な段階を迎えている。このような背景にお極性を持つ表面において水蒸気の物理吸着することにいて、省エネルギー、低コスト、温室効果ガス排出量

よって起こり、表面自由エネルギーを低下させる。吸の削減など、環境に配慮したものづくりの観点から、着水の存在により固体表面が安定化され、物質の化学

高温・高圧を必要としない「無焼成セラミックス」の的、力学的、電気的性質は著しく影響を受ける。粉体研究が注目されている。この技術は、セラミック原料

物性においては、粒子間付着力が変化し凝集、固結現粉末の表面を研磨して化学的活性を促進させ、固化さ象に変化がみられることが知られている。

せる方法である。本稿では、無焼成セラミックスの概
要、セラミックス原料の表面活性化のメカニズム、多“Advanced Photocatalysts for CO2 Conversion by

孔質材料への応用について紹介する。本手法は、すべSevere Plastic Deformation（SPD）”
S. Akrami, T. Ishihara, M. Fuji, K. Edalati
Materials, 16, 1081, 2023
化石燃料の使用による過剰な CO₂ 排出は、地球温暖ての焼結セラミックスを代替するものではないが、新― 63 ―

しいものづくりの方向性を示すものとして貢献できるものと期待する。

研究業績：先進材料設計研究部門・材料創製研究グループ＜その他＞「MI と放射光を活用した中空粒子中量産化と機能性材「プロジェクトコアインダストリー料の加速的開発」

いた環境対応建材の研究開発」

藤

藤

正督

科学技術交流ニュース、1、11、2022

ナノ中空粒子を用正督

知の拠点あいち重点プロジェクトⅣキックオフセミ
ナー、18-21、2022「CO2 排出を削減 !

カーボンニュートラル時代を支え「大学教員に魅力なし？」

る低温及び無焼成で作るセラミックス」
藤

藤

正督

国立大学

国大協広報誌、65（12）、2022「プロジェクトコアインダストリー C9

正督

、2022
粉体技術、10（10）ナノ中空粒子を用いた環境対応建材の研究開発」
藤正督

知の拠点あいち重点プロジェクトⅣ、6、2022＜口頭発表＞「中空シリカナノ粒子合成におけるシェル密度の制御」
棚橋郁弥・聞 全越・藤本恭一・藤「粉体成形・粉体を形にする」

正督

藤

正督

粉体工学会 2022 年度春期研究発表会、2022 年 5 月

日本粉体工業技術協会 第 66 回粉体入門セミナーⅡ、

17 日 -18 日、姫路 /ZOOM によるオンライン

2022 年 6 月 21 日、オンライン（依頼講演）「中空ナノシリカ粒子−複合ポリマー膜の光学特性評価」
三井康弘・高井千加・大矢豊・藤「無焼成セラミックスの現状と可能性」

正督

藤

正督

粉体工学会 2022 年度春期研究発表会、2022 年 5 月

第 188 回電子セラミック・プロセス研究会プログラム、

17 日 -18 日、姫路 /ZOOM によるオンライン

2022 年 8 月 29 日、オンライン（依頼講演）「時間領域核磁気共鳴（TD-NMR）を用いたセルロー「蛍光体担持中空ナノシリカ粒子の作製と評価」
古田大悟・高井千加・大矢

豊・藤

正督

スナノファイバーゾルの評価」

粉体工学会 2022 年度春期研究発表会、2022 年 5 月

高井千加・池田純子・和田雄也・山縣義文・高崎祐一・

17 日 -18 日、姫路 /ZOOM によるオンライン

藤

正督・仙名

保・大矢

豊

セルロース学会第 29 回年次大会、2022 年 7 月 21-22「無焼成固化法による多孔体の作製」
藤

日、金沢

正督

粉体粉末冶金協会 2022 年度春季大会（第 129 回講演「シェル表面に蛍光体分子を担持した中空ナノシリカ粒大会）、2022 年 5 月 24 日 -26 日、オンライン（招待子の構造評価」

講演）

成田

望・大矢

豊・藤

正督・高井千加

日本セラミックス協会 第 35 回秋季シンポジウム、

2022 年 9 月 14-16 日、徳島（ハイブリッド）「多孔質ナノシリカ粒子の合成と光学特性」
高井千加・藤正督・大矢豊

粉体粉末冶金協会 2022 年度春季大会（第 129 回講演大会）、2022 年 5 月 24 日 -26 日、オンライン― 64 ―

研究業績：先進材料設計研究部門・材料創製研究グループ“Facile preparation of MoP/TiO2 photocatalysts for「中空シリカナノ粒子合成におけるシェルの界面構造とhighly efficient photocatalytic H2 production”
X. Jiang, M. Fuji
無機マテリアル学会 第 145 回学術講演会、2022 年
11 月 10-11 日、熊本

細孔構造の制御」
吉田祐生・Q. Wen・X. Jiang・藤本恭一・堀田石原真裕・藤禎・正督

日本セラミックス協会 第 35 回秋季シンポジウム、

2022 年 9 月 14-16 日、徳島（ハイブリッド）“In-situ photodeposition of MoSx as a co-catalyst on

TiO2 nanoparticles for efficient photocatalytic H2evolution”
X. Jiang, M. Fuji
ICCCI2022, 15-18 November, 2022, Yamanashi,
Japan「多量体シリカ前駆体を出発原料として合成した中空シ
リカナノ粒子のシェル構造制御」
水越葵・Q. Wen・X. Jiang・藤本恭一・堀田石原真裕・藤禎・正督

日本セラミックス協会 第 35 回秋季シンポジウム、

2022 年 9 月 14-16 日、徳島（ハイブリッド）“A novel evaluating method for surface smoothnessof composite film of well-dispersed silica particles”
Q. Wen, F. Tanahashi, M. Fuji
ICCCI2022, 15-18 November, 2022, Yamanashi,
Japan「酸化亜鉛無焼成固化体の作製とその固化メカニズムについて」
長江勇飛・藤正督

粉体工学会 省エネルギーに貢献する粒子設計・粉体プロセスの薬工連携研究会 2022 年度若手研究者討論会 2022 年 9 月 27 日 オンラインとオンサイトのハイ「無焼成セラミックス」

ブリッド形式藤正督

日本ファインセラミックス協会 標準化専門委員会「中空粒子 / ポリイミド複合体の作製と誘電特性評価」
宮脇豪記・棚橋郁弥・Q. Wen・藤本恭一・藤（EC-8）講演会、2022 年 11 月 21 日、東京 / オンラ

正督

イン（依頼講演）

粉体工学会 省エネルギーに貢献する粒子設計・粉体プロセスの薬工連携研究会 2022 年度若手研究者討論「無焼成固化法を用いた Y2O3 固化体の作製と強度評価」

会、2022 年 9 月 27 日、オンラインとオンサイトの加藤宏幸・藤ハイブリッド形式

2022 年度セラミックス協会東海支部 学術研究発表
会、12 月 3 日、オンライン

正督「ナノ中空粒子を用いた環境対応建材の研究開発」
藤“Challenge to the conversion of CO2 using TiO2-II

正督

photocatalyst synthesized by mechanical stress”
S. Akrami, M. Watanabe, T. H. Ling, T. Ishihara, M.
Arita, M. Fuji, K. Edalati
2022 年度セラミックス協会東海支部 学術研究発表
会、12 月 3 日、オンライン「知の拠点あいち重点研究プロジェクトⅣ期」キック
オフセミナー、2022 年 10 月 18 日、豊田（招待講演）「カルサイトナノ粒子合成とこれを用いたシリカナノ中
空粒子合成」
藤

正督・前原万純・堀雅裕・藤本恭一・堀田禎

無機マテリアル学会 第 145 回学術講演会、2022 年“ Preparation and application of high-entropy

11 月 10-11 日、熊本

oxynitrides by mechanical stress”
P. Edalati, X. F. Shen, M. Watanabe, T. Ishihara, M.
Arita, M. Fuji, K. Edalati
2022 年度セラミックス協会東海支部 学術研究発表
会、12 月 3 日、オンライン「中空シリカナノ粒子合成のシェル構造の制御」
棚橋郁弥・Q. Wen・X. Jiang・藤本恭一・堀田
藤

禎・

正督

無機マテリアル学会 第 145 回学術講演会、2022 年

11 月 10-11 日、熊本

「中空シリカナノ粒子におけるシェル特性の制御」
棚橋郁弥・Q. Wen・X. Jiang・堀田藤禎・藤本恭一・

正督

2022 年度セラミックス協会東海支部 学術研究発表
会、12 月 3 日、オンライン― 65 ―

研究業績：先進材料設計研究部門・材料創製研究グループ“ Photocatalytic CO 2 conversion using TiO 2 -II「酸化亜鉛無焼成固化体の作製とその固化メカニズムに

fabricated by mechanical stress”
S. Akrami, M. Watanabe, T. H. Ling, T. Ishihara, M.
Arita, M. Fuji, K. Edalati
日本粉体工業技術協会 第 59 回粉体に関する討論会、
12 月 21-23 日、京都

ついて」
長江勇飛・藤正督

2022 年度セラミックス協会東海支部 学術研究発表
会、12 月 3 日、オンライン「粒子の小さな空間がもたらす大きな性能！」
藤「再生フッ化カルシウムを原料とした蛍光材料の作製」

正督

日本粉体工業技術協会 技術シーズ賞受賞記念講演会、

加藤宏幸・堀田2022 年 12 月 8 日、東京（招待講演）

第 61 回セラミックス基礎科学討論会、2023 年 1 月

禎・藤正督・古田貴之・加藤健治

7-8 日、岡山“Synthesis a high-entropy oxynitride by mechanicalstress for photocatalytic H2 evolution”
P. Edalati, X. F. Shen, M. Watanabe, T. Ishihara, M.
Arita, M. Fuji, K. Edalati
日本粉体工業技術協会 第 59 回粉体に関する討論会、
12 月 21-23 日、京都

「無焼成固化セラミックスの開発最前線」
藤正督

とこなめ焼技術協議会 窯業技術講習会、2023 年 3 月

2 日、常滑（依頼講演）「ナノ中空粒子を用いた観光対応建材の研究開発」
藤正督「知の拠点あいち重点研究プロジェクトⅣ期」公開セ
ミナー、3 月 14 日、豊田

＜ポスター発表＞「多量体シリカ前駆体を出発原料として合成した中空シ「中空シリカナノ粒子合成におけるシェルの界面構造とリカナノ粒子のシェル構造制御」
水越葵・Q. Wen・X. Jiang・藤本恭一・堀田石原真裕・藤細孔構造の制御」
禎・

正督

吉田祐生・Q. Wen・X. Jiang・藤本恭一・堀田石原真裕・藤禎・正督

粉体工学会 2022 年度粉体工学会秋期研究発表会、粉体工学会 2022 年度粉体工学会秋期研究発表会、2022 年 12 月 6-7 日、東京

2022 年 12 月 6-7 日、東京

「スケルトン粒子の合成とスケルトン粒子含有薄膜の光学特性評価」
宮脇豪記・池田弘樹・高井千加・瀬名ハディ・藤本恭一・
石原真裕・藤正督

粉体工学会 2022 年度粉体工学会秋期研究発表会、2022 年 12 月 6-7 日、東京

― 66 ―

研究業績：先進材料設計研究部門・材料創製研究グループ／先進材料設計研究部門・材料機能研究グループ＜受賞＞「ベストディスカッション賞」「ベストディスカッション賞」

吉田祐生

棚橋郁弥

日本セラミックス協会東海支部 第 63 回東海若手セラ

日本セラミックス協会東海支部 第 63 回東海若手セラ

ミスト懇話会、2022 年 10 月 7 日、名古屋（ハイブリッ

名古屋（ハイブリッ
ミスト懇話会、2022 年 10 月 7 日、

ド開催）

ド開催）

先進材料設計研究部門・材料機能研究グループ＜ 総 説 ・解 説 ・報 文 ・そ の 他 ＞

べた。有機溶媒を用いる MOD 法を用いて、シリカ「フェライトーシリカ複合多孔体の合成と評価」“ Synthesis and Characterization of Ferrite-Silica（Ni0.5Zn0.5）Fe2O4、Bi − YIG
内部にまで、CoFe2O4、Porous Materials”

フェライトを析出することができ、フェライトシリカ

安達信泰・大口恭平

エアロゲルを合成できるようになった。これらの様々（2022 May）、pp.355-358.
セラミックス、57（5）な種類のフェライト−シリカ多孔体を作製すること

超臨界乾燥法を用いて作製したシリカエアロゲルにで、GHz 帯に及ぶ高周波域での電磁波吸収体としてフェライトめっき法と有機金属分解法の 2 種類の方の応用に期待を期待できる。

法で作製を行い、多孔性と磁気特性の評価について述＜口頭発表＞「亜鉛フェライト薄膜のコバルト置換による磁気特性の「有機金属分解法による磁性ガーネットフォトニック結制御」

晶の作製について」

安達信泰・難波研一・中田勇輔・新海圭亮

鈴木亜美・菊地匠・安達信泰第 46 回日本磁気学会学術講演会、2022 年 9 月 8 日、2022 年度 日本セラミックス協会東海支部 学術研究発

長野

表会、2022 年 12 月 3 日、オンライン「有機金属分解法を用いた磁気ガーネット多層膜の作製「有機金属分解法によるマグネシウムフェライト薄膜のと磁気光学特性」

合成と磁気特性」

菊地安達信泰・近藤達也

匠・鈴木亜美・安達信泰

日本セラミックス協会第 35 回秋季シンポジウム

日本セラミックス協会 2023 年年会 、2023 年 3 月 9 日、2022 年 9 月 15 日 徳島

横浜

― 67 ―

研究業績：先進材料設計研究部門・材料機能研究グループ／先進材料設計研究部門・材料設計研究グループ＜ポスター発表＞「有機金属分解法による磁性フォトニック結晶の合成に「フェライト - シリカエアロゲル複合多孔体の合成と評価」

ついて」

長屋勘太郎・大口恭平・安達信泰

菊地日本セラミックス協会東海支部 第 62 回 東海若手セ

匠・安達信泰日本セラミックス協会東海支部 第 62 回 東海若手セラミスト懇話会 2022 年夏期セミナー、2022 年 6 月

ラミスト懇話会 2022 年夏期セミナー、2022 年 6 月

17 日、オンライン

17 日、オンライン「フェライトめっき法を用いた MnFe2O4 中空粒子の合成と特性の評価」
大藪伶一郎・安達信泰
日本セラミックス協会東海支部 第 62 回 東海若手セラミスト懇話会 2022 年夏期セミナー、2022 年 6 月

17 日、オンライン

先進材料設計研究部門・材料設計研究グループ＜論文＞“ Convolution and deconvolutional treatment on

差について厳密な数学モデルと近似的なモデルについsample transparency aberration in Bragg-Brentano
geometry”
T. IdaPowder Diffr. 37, 13–21（Mar. 2022）.
Bragg-Brentano 型粉末 X 線回折装置の試料透過性収て調べた。現実的な測定装置と計算システムを利用する場合に一次近似モデルを用いることが正当化されることを示した。
有限な厚さを持つ試料の透過性収差を、安直二段階逆畳込的法により修正する方法を開発した。

＜ 総 説 ・解 説 ・報 文 ・そ の 他 ＞「 デ ス ク ト ッ プ 型 粉 末 回 折 装 置 と PDF-4/Organics
データベースを利用した有機化合物の分析」

X 線回折測定を行い、逆畳込的な処理を施して PDF4/Organics データベースとの照合を行った。デスク井田

トップ型粉末回折装置であっても有機化合物の同定に

隆

名古屋工業大学先進セラミックス研究センター年報

有効な場合があること、PDF-4+ データベースの導入

2021、10、25–30（2022）

された環境に、PDF-4/Organics データベースを追加

デスクトップ型粉末回折装置を用いて D-glucose のすることは検討に値することを示した。

― 68 ―

研究業績：先進材料設計研究部門・材料設計研究グループ／地域連携グループ＜口頭発表＞“ Effect of finite width of specimen on sample「反射型粉末回折測定における有限な試料厚さと試料幅

transparency aberration in Bragg-Brentano
geometry”
T. IdaDenver X-ray Conference 2022, 7-11 August,Bethesda, MD, USA

の効果」
井田

隆

2022 年度日本結晶学会年会、2022 年 11 月 26-27 日、
西宮＜ポスター発表＞「コランダム回折強度の密度汎函数理論計算」
井田隆

2022 年度日本結晶学会年会、2022 年 11 月 26-27 日、
西宮

地域連携グループ＜論文＞“ Macroporous ceramics for the sustainable“Effect of microstructures on dielectric breakdown

development goals（SDGs）: Review”
M. Fukushima and T. Ohji
International Journal of Applied Ceramic Technology,
20（2）, 660-680（2023）
2015 年の国連総会で採択された 17 の目標を持つ持続可能な開発目標（SDG）に向けて、人類は地球資源

strength of sintered reaction-bonded silicon nitride
ceramics”
Y. Nakashima, Y. Zhou, K. Tanabe, S. Arima, K.
Hirao, T. Ohji, N. Murayama, M. Fukushima
Journal of the American Ceramic society, 106（2）,1139-1148（2023）

を有効に活用しなければならない。マクロポーラスセ

イットリアとマグネシアを焼結助剤として用いてケイラミックスは、地球温暖化対策、環境保護、エネルギー

素の原料から窒化反応と後焼結により窒化ケイ素セラ

問題の解決など SDG に関連する多くの技術的課題のミックスを作製し、その微細構造と絶縁破壊強度に及解決に役立ち、SDG の達成に大きく貢献することがぼす後焼結時間の影響を評価した。 後焼結時間を 48できる。ここでは、ろ過と精製、農業と水産業、熱管時間まで長くすると、窒化ケイ素の柱状粒子が成長し、理、センシングデバイス、建設などの分野で使用されそれらの最大粒子長さは 150 μm 以上に達した。こているマクロポーラスセラミックスの現状と将来展望のため、薄い窒化ケイ素基板（0.05 mm）の場合、絶縁破壊強度は 10 kV/mm 以下に劇的に減少し、窒化について概説した。

ケイ素粒子と粒界相との間の界面が絶縁破壊の経路となっていることが考察された。

― 69 ―

研究業績：地域連携グループ“ Fracture toughness evaluation of silicon nitride“Effects of nitridation temperature on properties offrom microstructures via convolutional neuralnetwork”
R. Furushima, Y. Maruyama, Y. Nakashima, M. C.
Ngo, T. Ohji, M. Fukushima
Journal of the American Ceramic society, 106（2）,817-821（2023）

sintered reaction-bonded silicon nitride”
Y. Nakashima, Y. Zhou, K. Tanabe, S. Arima, K.
Hirao, T. Ohji, M. Fukushima
International Journal of Applied Ceramic Technology,
20（2）, 1071-1080（2023）

窒 化 ケ イ 素 セ ラ ミ ッ ク ス の 破 壊 靭 性 を、 畳み 込 み素の原料から窒化反応と後焼結により窒化ケイ素セラ

ニューラルネットワークモデルを使用したディープ

ミックスを作製し、その微細構造、曲げ強度、破壊靭

ラーニングにより、微細構造から直接評価した。 45

性および熱伝導率に及ぼす窒化温度の影響を評価し種類の窒化ケイ素試料から入力特徴量として、微細構た。 窒化温度の上昇とともに窒化成形体中のβ相の造画像と相対密度を含む合計 156 データセットを作比率は増加し、格子酸素含有量が減少して、熱伝導率

成し、目的変数としての破壊靭性と関連付けた。微細が向上した。しかし、微細構造には明確な違いはなく、構造のみを入力特徴量とした場合でも決定係数は約

曲げ強度、破壊靭性は窒化温度によらずほぼ一定で0.8 であり、相対密度を加えるとさらに改善された。

あった。

イットリアとマグネシアを焼結助剤として用いてケイ窒化ケイ素セラミックスの破壊靭性は微細構造から評価できることが明らかになった。

＜ 総 説 ・解 説 ・報 文 ・そ の 他 ＞「エンジニアリングセラミックスの研究開発と将来展望」「エアロゾルデポジション（AD）法技術

部会別研究技術動向− AD 法技

術の半導体製造装置部材への応用−」

清原正勝
エンジニアリングセラミックス

清原正勝

12 December

部会

日 本 粉 体 工 業 技 術 協 会、 粉 体 技 術

日本セラミックス協会 CERAMICS JAPAN 2022 4

Vol.14、No.12、2022
1996 年工業技術院（現：産業総合技術研究所）で研セラミックス Vol.57

究されていた常温の乾式環境下で、セラミック微粒子「良く観察、ありのままを観ることは商品開発でも基本

を高速で基材に衝突させることで、緻密なセラミックである」

ス製膜体形成技術は、加熱工程を用いない製膜技術で清原正勝あることから当時注目され、昨今のカーボンニュート

日本ファインセラミックス協会（JFCA）

ラル時代にマッチングした技術である。我々は、このFINE CERAMICS REPORT 2022 春号 Vol.40 No.2

技術をエアロゾルデポジション法（AD 法）技術と称

特集：粒子積層分科会特集

し、2011 年に世界で初めて半導体製造装置用部材と巻頭言して応用・製品化に成功した。
今回の「粒子積層技術分科会特集」において、粉体積層プロセスであるこの AD 法技術の説明とこの技術を応用した商品を紹介する。

― 70 ―

研究業績：地域連携グループ＜口頭発表＞“Ceramic Education in Japan”“Mechanical Reliability of Silicon Nitride Ceramics”

T. Ohji
Pan American Ceramics Congress 2022, 24-28 July,
2022, Virtual（Invited）

T. Ohji and J. Tatami
7th International Conference on the Characterization
and Control of Interfaces for High Quality Advanced
Materials
15-18 November, 2022, Yamanashi, Japan（Invited）“ N o v e l P ro c e s s i n g o f P o ro u s C e r a m i c s f o r

Unidirectional Porous Structures”
T. Ohji and M. Fukushima
Pan American Ceramics Congress 2022, 24-28 July,
2022, Virtual（Invited）「大学での研究と企業の研究」
清原正勝
日本セラミックス協会 関東支部 第 10 回若手研究発
表交流会、2022 年 12 月 3 日、神奈川大学 横浜キャ
ンパス

＜受賞＞

「日本学術振興会先進セラミックス第 124 委員会 技術「日本セラミック協会 技術賞」

奨励賞」

航空機部品 加工用切削工具材料 BIDEMICS の開発

航空 機部品加工用切削工具 BIDEMICS

勝

勝

2022 年 11 月 29 日

祐介・茂木

淳・光岡

健

2022 年 6 月 16 日
「The American Ceramic Society, Distinguished Life

Member」
大司達樹

2022 年 10 月 10 日

― 71 ―祐介・茂木淳・光岡健