機能性無機材料化学特論

Functional Inorganic Material Chemistry

991KB37

13CHIAC514

山口　友一

Yuichi YAMAGUCHI

2026年度前期

2026年度

①First semester

木曜2限

Thursday/2nd period

理学研究科　化学専攻

Department of Chemistry, Graduate School of Science

1.00単位

講義

Lecture

-

① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

機能性無機固体材料の中でも工業・環境触媒および光機能材料に関する基礎，応用，作用メカニズムについて解説する．無機固体材料の種々の合成法および分析法について解説する．

The fundamentals, applications, and mechanisms of industrial/environmental catalysts and photo-functional materials among functional inorganic solid materials are explained. Various synthetic and analytical methods for inorganic solid materials are also discussed.

化学工業において重要な工業触媒と環境触媒，および光機能材料としてセルフクリーニング，抗菌・抗ウイルス，人工光合成型光触媒に関する基礎，反応，応用について学ぶ．
さらに，それらの材料の合成法およびその特徴を学ぶと共に，機能性無機材料の研究に欠かせない種々の機器分析について学ぶ．

Learn the important basics, reactions, and applications of industrial and environmental catalysts in the chemical industry, including self-cleaning, antibacterial, antiviral, and artificial photosynthetic photocatalysts as photo-functional materials. In addition, acquire knowledge on the synthesis methods and characteristics of these materials and various instrumental analyses indispensable for research on functional inorganic materials.

固体無機材料の合成法とその特徴を説明できる．
工業・環境浄化で用いられている触媒およびその反応を理解し，説明できる．
光機能材料としてのセルフクリーニング材料，抗菌・抗ウイルス材料，人工光合成型光触媒の反応を理解し，それらの作動原理・研究意義を説明できる．
物性評価のための機器分析の原理，得られる情報を説明できる．

Students can explain the synthesis method and characteristics of solid inorganic materials.
Students understand and can explain catalysts and their reactions used in industrial and environmental purification.
Students understand the reactions of self-cleaning, antibacterial and antiviral materials, and artificial photosynthetic photocatalysts as photo-functional materials. They can explain their working principles and research significance.
Students can explain the principle of instrumental analysis for physical property evaluation and the information obtained.

授業中に出題する課題に対するレポート（PDF）をLETUSにて提出してください．締め切りはLETUSを参照してください．レポートを作成する際，書籍やインターネットの内容をコピペすることは認めません．
シラバスの授業計画は進行状況によって変更する可能性があります．講義内容を写真撮影することは禁止とします．講義内容に関するノートを各自作成してください．

A report (PDF format) must be submitted for the assignments given in class on LETUS. Please refer to LETUS for the deadline. Copying and pasting the contents of books or the Internet when creating a report is not allowed. The lesson plan described on the syllabus may change depending on the progress. It is prohibited to take pictures of the contents of the lecture. Students should record their own notes on the content of the lecture.

-

-

自身で作成したノートや本シラバスに記載した書籍を活用してください．

Review course notes and the books listed on the syllabus.

授業中に出題した課題に対するレポートの内容で成績を評価する(レポート100%)．
レポートの提出状況が悪い場合，減点する．

Grades are evaluated based on the submitted report for the assignment given during the class. Points will be deducted if class attendance and report submission are poor.

・S：到達目標を十分に達成し、極めて優秀な成果を収めている
・A：到達目標を十分に達成している
・B：到達目標を達成している
・C：到達目標を最低限達成している
・D：到達目標を達成していない
・-：学修成果の評価を判断する要件を欠格している

・S：Achieved outcomes, excellent result
・A：Achieved outcomes, good result
・B：Achieved outcomes
・C：Minimally achieved outcomes
・D：Did not achieve outcomes
・-：Failed to meet even the minimal requirements for evaluation

N

-

教科書および一部の参考書は、MyKiTS (教科書販売サイト) から検索・購入可能です。
​https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/​​​

It is possible to search for and purchase textbooks and certain reference materials at MyKiTS (online textbook store).
​​https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/

・触媒化学−基礎から応用まで（講談社）田中・山下(編）
・固体化学（東京化学同人）田中（著）
・電気化学　光エネルギー変換の基礎（東京化学同人）中戸（著）

全授業，対面で実施する．
半数以上の授業回対面で受講することを求める．

1.　機能性固体無機材料の概略とその合成法
本講義で学ぶ機能性固体無機材料の概略について説明する．
当材料の種々の合成法およびそれらの特徴について説明する．

2.　触媒（1）
触媒の概論，化学工業で重要な水素製造，アンモニア合成，C1化学に使用される触媒，それらの反応について説明する．

3.　触媒（2)
環境触媒（脱硝，脱硫，自動車触媒，水処理触媒）・電極触媒およびそれらの反応について説明する．

4.　光機能材料（1）
光照射によって超親水性を発現するセルフクリーニングおよび環境浄化材料とその作用メカニズムを説明する．
環境浄化用メソポーラス光触媒材料の合成法とその特徴について説明する．

5.　光機能材料（2）
抗菌・抗ウイルス機能を有する光触媒材料とその活性発現機構について説明する．

6.　光機能材料（3）
人工光合成型の水分解および水を電子源とした二酸化炭素還元光触媒について説明する．
さらに，本技術の意義，作動原理について説明する．

7.　固体無機材料のキャラクタリゼーション
バルクおよび表面分析のためのキャラクタリーゼーションにおける機器分析について原理，得られる情報について説明する．

8.　1〜7の復習・総括

1. Overview of functional solid inorganic materials and their synthesis methods
An outline of the functional solid inorganic materials learned in this lecture is given. Various synthesis methods and their characteristics of the materials are also explained.

2. Catalyst (1)
An overview and the reactions of catalysts used in hydrogen production, ammonia synthesis, and C1 chemistry, which are important in the chemical industry, are explained.

3. Catalyst (2)
Environmental catalysts (denitrification, desulfurization, automotive catalysts, and water treatment catalysts), electrode catalysts, and their reactions are explained.

4. Optical functional materials (1)
Self-cleaning materials with super-hydrophilicity induced by light irradiation and environmental purification materials and their mechanisms are explained. Synthetic methods and characteristics of mesoporous photocatalyst materials for environmental purification are described.

5. Optical functional materials (2)
Photocatalyst materials with antibacterial and antiviral properties and their mechanisms are described.

6. Optical functional materials (3)
Artificial photosynthetic water splitting and carbon dioxide reduction photocatalysts using water as an electron source are described. In addition, the significance and operating principle of this technology are explained.

7. Characterization of solid inorganic materials
The principles and information obtained from instrumental analysis in characterization for bulk and surface analysis are explained.

8. Review and summary of 1 to 7

-

-

-

-

N

N