吉田研究室の成果紹介(学部生用)
当研究室では、著名な国際誌に論文を投稿するべく、研究活動を行っています。
ここでは最近得られた成果について簡単に紹介します。

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固体触媒に関する台湾科学技術大学・Hu先生との共同研究が「Chemical Engineering Science」に採択されました!

私たちが普段使っている工業製品は固体触媒を使って作られているものが多くあります。
本論文では、そういった固体触媒を開発していくことを目的に、金属有機構造体を触媒として利用する研究を行っています。
この研究の中で当研究室では、X線吸収分光測定とシミュレーションにより金属誘起構造体の構造を詳細に明らかにしました。

C. Hu, M. Yoshida, H. C. Chen, S. Tsunekawa, Y. F. Lin, and J. H. Huang
"Production of Glycerol Carbonate from Carboxylation of Glycerol with CO2 using ZIF-67 as a Catalyst"
Chem. Eng. Sci. 235, 116451 (2021).

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M1の恒川君が研究したMn水分解触媒に関する研究が「The Journal of Physical Chemistry C」に採択されました!

再生可能エネルギーによって水素を製造する水分解触媒は魅力的な水素製造法です。
本論文では、Mn触媒のオペランド観測を行い、その機能を調べました。
エネルギーの異なるX線を用いた独自の測定装置を基に、触媒内の活性種を詳細に明らかにすることに成功しています。

S. Tsunekawa, F. Yamamoto, K. Wang, M. Nagasaka, H. Yuzawa, S. Takakusagi, H. Kondoh, K. Asakura, T. Kawai, and M. Yoshida*
"Operando Observations of a Manganese Oxide Electrocatalyst for Water Oxidation Using Hard/Tender/Soft X-ray Absorption Spectroscopy"
J. Phys. Chem. C 124, 23611 (2020).

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固体酸触媒に関する九州大学・高垣先生との共同研究が「ChemCatChem」に採択されました!

石油精製や有機合成などに広く利用される固体酸触媒は化学産業上必要不可欠なキーテクノロジーです。
本論文では、ホウ酸や尿素から高活性固体酸として機能する窒化ホウ素触媒を開発しました。
その中で当研究室では、軟X線吸収分光測定によってホウ素を追跡し、反応活性種を解明しました。

S. Nakamura, A. Takagaki, M. Watanabe, K. Yamada, M. Yoshida, and T. Ishihara
"Porous Boron Nitride as a Weak Solid Base Catalyst"
ChemCatChem 12, 6033 (2020).

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固体酸触媒に関する九州大学・高垣先生との共同研究が「Applied Catalysis A: General」に採択されました!

窒化ホウ素は非常に安定な化合物で様々な興味深い性質を有しています。
私たちは、この安定な窒化ホウ素に表面処理を行うことで、固体酸触媒として利用できることを見出しました。
当研究室では、軟X線分光測定によってホウ素の化学状態を調べ、活性構造を明らかにしています。

A. Takagaki, S. Nakamura, M. Watanabe, Y. Kim, J. T. Song, K. Jimura, K. Yamada, M. Yoshida, S. Hayashi, and T. Ishihara
"Enhancement of Solid Base Activity for Porous Boron Nitride Catalysts by Controlling Active Structure using Post Treatment"
Appl. Catal., A 608, 117843 (2020).

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スマートウインドウーに関する東京理科大学・河合先生との共同研究が「ACS Applied Nano Materials」に採択されました!

外部環境によって遮光性をコントロールするスマートウインドーは魅力的な次世代技術の一つです。
本論文では、アミノ酸を添加したニッケル薄膜によるスマートウインドー特性について報告しています。
この研究で私たちは、デバイス作動下で分析する独自のX線分光法によりメカニズムの解明を行いました。

K. H. Wang, H. Ikeuchi, M. Yoshida, T. Miura, I.-P. Liu, G. Watanabe, S. Cui, and T. Kawai
"Nanometer-Thick Nickel Oxide Films Prepared from Alanine-Chelated Coordination Complexes for Electrochromic Smart Windows "
ACS Appl. Nano Mater. 3, 9528 (2020).

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水分解光触媒に関する台湾・中原大学・Hu先生との共同研究が「Catalysis Science & Technology」に採択されました!

最近、太陽光エネルギーを水素エネルギーに変換する水分解光触媒が注目を集めています。
そこで本研究では、Ruを修飾したBiOI酸素生成光触媒の開発を行いました。
その中で私たちは、テンダーX線分光測定により光触媒上のRuの化学状態を調べています。

T. H. Chen, M. Yoshida, S. Tsunekawa, J. H. Wu, K. Y. Lin, and C. Hu
"Development of BiOI as an Effective Photocatalyst for Oxygen Evolution Reaction under Simulated Solar Irradiation"
Catal. Sci. Technol. 10, 3223 (2020).

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スマートウインドウーに関する東京理科大学・河合先生との共同研究が「Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers」に採択されました!

電位印加によって窓の色を変えるスマートウインドーの研究開発が世界中で進められています。
本論文では、Ni酸化物薄膜を利用したスマートウインドー特性について報告しています。
この研究で私たちはオペランドX線分光法によりNiの化学状態・構造を明らかにしました。

K. H. Wang, M. Yoshida, H. Ikeuchi, G. Watanabe, Y.-L. Lee, C.-C. Hu, and T. Kawai
"Effects of Electrolyte pH on the Formation of Nickel Oxide Films and the Corresponding Electrochromic Properties"
J. Taiwan Inst. Chem. Eng. 110, 34 (2020).

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水分解光触媒に関する台湾・中原大学・Hu先生との共同研究が「Journal of Colloid and Interface Science」に採択されました!

太陽光によって水から水素を製造する水分解光触媒は持続可能社会を構築できるものと期待されています。
本論文では、最近見いだされたSドープC3N4光触媒に関する研究成果を報告しています。
当研究室では、テンダーX線分光技術によって硫黄の化学状態を解明しました。

Y. R. Lin, G. V. C. Dizon, K. Yamada, C. Y. Liu, A. Venault, H. Y. Lin, M. Yoshida, C. Hu
"Sulfur-doped g-C3N4 nanosheets for photocatalysis: Z-scheme water splitting and decreased biofouling"
J. Colloid Interface Sci. 567, 202 (2020).

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コバルト/有機分子触媒に関する山田寛太君の研究が「Analytical Sciences」に受理されました！

最近、再生可能エネルギーを用いた水分解触媒による水素製造法が注目を集めています。
本論文では最新のオペランド観測技術を基にして有機分子を添加したコバルト触媒の機能を詳細に解明しました。
今後は、Mn系やNi系水分解触媒と比較・検討することで、水分解触媒反応を効率的に進めるための条件を明らかにできるものと考えています。

K. Yamada, T. Hiue, T. Ina, K. Wang, H. Kondoh, Y. Sakata, Y. L. Lee, T. Kawai, M. Yoshida*
"Improvement in Cobalt Phosphate Electrocatalyst Activity toward Oxygen Evolution from Water by Glycine Molecule Addition and Functional Details"
Anal. sci. 36, 35 (2020).

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Fe系水分解触媒に関する東京理科大学との共同研究が「Analytical Sciences」に受理されました！

再生可能エネルギーを利用した水素製造法は余剰電力を水素という化学エネルギーとして貯蔵できることを意味します。
本論文では、触媒の性能向上のため、Fe系触媒の三次元構造を持つ新規触媒を開発しました。
さらに、放射光施設においてオペランド観測を行い、Feの化学状態や構造を詳細に明らかにしました。

K. H. Wang, G. Watanabe, H. Ikeuchi, S. Cui, I. P. Liu, K. Yamada, M. Yoshida, and T. Kawai
"Iron Oxyhydroxide Hierarchical Micro/Nanostructured Film as Catalyst for Electrochemical Oxygen Evolution Reaction"
Anal. sci. 36, 27 (2020).

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水分解光触媒に関する東京大学・堂免先生との共同研究が「Chemical Science」(IF9.1)に採択されました!

太陽光を利用して水から水素を製造する光触媒はエネルギー問題を解決するものと期待されています。
本論文では、実用化への第一歩となる高効率かつ安定な水分解光触媒を開発したことを報告しています。
その中で、当研究室ではオペランドX線分光法によって光触媒の機能解明を行いました。

H. Lyu, T. Hisatomi, Y. Goto, M. Yoshida, T. Higashi, M. Katayama, T. Takata, T. Minegishi, H. Nishiyama, T. Yamada, Y. Sakata, K. Asakura, K. Domen
"An Al-doped SrTiO3 photocatalyst maintaining sunlight-driven overall water splitting activity for over 1000 h of constant illumination"
Chem. Sci. 10, 3196-3201 (2019).

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光触媒に関する台湾・中原大学・Hu先生との共同研究が「Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers」(IF3.8)に採択されました!

光触媒は、光を利用して様々な化学反応を起こすことができます。
本論文では、ナノファイバー状にしたBIOI/SrTiO3光触媒によって有機色素の分解を行った成果について報告しています。

C. Hu, H.-X. Huang, Y.-F. Lin, M. Yoshida, T.-H. Chen
" Decoration of SrTiO3 nanofibers by BiOI for photocatalytic methyl orange degradation under visible light irradiation "
J. Taiwan Inst. Chem. Eng. 96, 264-272 (2019).

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自動車触媒の機能解明に関する慶應義塾大学・近藤先生との共同研究が「Physical Chemistry Chemical Physics」に採択されました！

自動車触媒は、エンジンから生じる排気ガスを無害化するために車に使用されています。

しかしながら、その機能は未だ解明されておらず、より高効率な触媒を開発するためにメカニズムの解明が望まれています。

そこで、本論文では、Pt/Pdの酸化反応に関する研究を行い、その反応を詳細に明らかにしました。


H. Kondoh, R. Toyoshima, N. Shirahata, A. Hoda, M. Yoshida, K. Amemiya, K. Mase, B.S. Mun
" Element selective oxidation on Rh-Pd bimetallic alloy surfaces "
Phys. Chem. Chem. Phys. 20, 28419-28424 (2018).

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