ナノ多孔体の結晶性を制御する新たな合成方法を開発

～カーボンニュートラルの実現に資する触媒材料、エネルギー変換材料開発へ期待～

2025（令和7）年6月30日
早稲田大学
科学技術振興機構（JST）

発表のポイント

ナノスケールの細孔を持つ金属酸化物材料は、触媒や吸着・分離材、エネルギー材料など幅広い分野で応用・研究されており、中でも、単一の大きな結晶に無数のナノ細孔が空いている”単結晶性ナノ多孔体”は単結晶とナノ多孔体の性質を兼ね備えるユニークな材料として注目されています。
本研究では、合成が難しかった金属酸化物の”単結晶性ナノ多孔体”合成のブレークスルーとなり得る技術を開発しました。細孔を形成する鋳型としてナノ多孔体を用いて、金属塩化物を染み込ませて蒸気としてナノ細孔中を拡散、気相輸送させて酸化することで鋳型内での結晶成長を実現しました。
作製した酸化鉄ナノ多孔体は、一般的な微結晶から成るナノ多孔体に比べて触媒活性や熱安定性が向上していることを確認しました。

早稲田大学 理工学術院の松野 敬成 講師らは、酸化鉄ナノ多孔体の結晶子サイズを制御する新しい合成方法を開発しました。鋳型となる多孔体の内部で前駆体の塩化鉄を気相拡散させ、鋳型中で酸素と反応させることで結晶が成長し、”単結晶性ナノ多孔体”が得られることを見いだしました。酸化鉄の一種であるα-Fe₂O₃について細孔構造・結晶子サイズを制御し、従来の微結晶から成るナノ多孔体よりも触媒活性や熱安定性が高いことを確認しました。
本研究成果は、アメリカ化学会発行の学術誌「Chemistry of Materials」に2025年6月30日（現地時間）にオンライン公開されました。
本研究は、以下の支援を受けて行われました。

研究費名	JST 創発的研究支援事業
研究課題名	微小な圧力を駆動力としたナノ多孔質圧電触媒の開拓（JPMJFR2224）

研究代表者名（所属機関名）：松野 敬成（早稲田大学）

＜プレスリリース資料＞

本文　PDF（955KB）

＜論文タイトル＞

“Quasi-Single-Crystalline Inverse Opal α-Fe₂O₃ Prepared via Diffusion and Oxidation of FeCl₃ Precursor in Nanospaces”

DOI：10.1021/acs.chemmater.5c00155

問い合わせ先

＜研究に関すること＞

松野 敬成（マツノ タカミチ）
早稲田大学 理工学術院 講師
Tel：03-5286-3281
E-mail：matsuno
aoni.waseda.jp

＜JST事業に関すること＞

加藤 豪（カトウ ゴウ）
科学技術振興機構 創発的研究推進部
〒102-8666 東京都千代田区四番町5番地3
Tel：03-5214-7276　Fax：03-6268-9413
E-mail：souhatsu-inquiry
jst.go.jp

＜報道担当＞

早稲田大学 広報室
Tel：03-3202-5454
E-mail：koho
list.waseda.jp
科学技術振興機構 広報課
〒102-8666 東京都千代田区四番町5番地3
Tel：03-5214-8404　Fax：03-5214-8432
E-mail：jstkoho
jst.go.jp