【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.04.18】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24NU0018
利用課題名 / Title
植物由来原料により合成したCoフェライト微粒子の構造と光触媒特性
利用した実施機関 / Support Institute
名古屋大学 / Nagoya Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者）/Internal Use (by ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
ナノ粒子/ Nanoparticles,電子顕微鏡/ Electronic microscope,電子回折/ Electron diffraction,メソポーラス材料/ Mesoporous material,電子分光/ Electron spectroscopy
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
加藤 剛志
所属名 / Affiliation
名古屋大学 未来材料・システム研究所
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
荒井 重勇,中尾 知代,依田 香保留
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
再利用可能で高効率な廃水処理が可能な，環境負荷の少ない光触媒ナノ粒子を開発することを目的に還元型酸化グラフェン（rGO）と磁性ナノ粒子のコンポジット材料を作製し，その構造評価を行った．磁性ナノ粒子としては磁気異方性が大きいCoFe2O4を用いた．CoFe2O4とrGOはそれぞれ，ワサビノキ，ホナガイヌビユの葉の成分を抽出し，植物由来で環境負荷の少ない方法で作製した．様々なCoFe2O4，rGO混合比の試料について，JEM-2100Fによる構造解析，組成分析を行った．還元酸化グラフェンシート上に粒子径20-30 nm程度のCoFe2O4ナノ粒子が一様に分散しており，混合比によりrGO上のナノ粒子数の増加が確認された．今後，回収効率，光触媒性能の最適化を進める必要があるが，CoFe2O4/rGO微粒子が磁界により回収，再利用可能な高効率光触媒として利用できる可能性があることが示された．．
実験 / Experimental
CoFe2O4/rGOナノコンポジット粒子はFig. 1に示すようないくつかのステップで作製した．CoFe2O4はワサビノキの葉の粉末から抽出した成分，CoCl2-6H2O，FeCl3-6H2O，NaOHを用いて共沈法により作製した．酸化グラフェンシートはホナガイヌビユの葉の粉末から抽出した成分，NaNO3，H2SO4，KMnO4，H2O2を用いてHummers法により作製した．還元酸化グラフェンは酸化グラフェンシート，ホナガイヌビユ成分，H6N2Oを用いて作製し，作製したCoFe2O4ナノ粒子とrGOナノシートをエタノールで混合（5 : 0〜5 : 5）することでCoFe2O4/rGOナノコンポジット粒子とした．
結果と考察 / Results and Discussion
Fig. 2はCoFe2O4とrGO混合比5 : 5の試料のEDXによる元素分解マッピングとEDXスペクトルを示している．EDXスペクトルではC，O，Fe，Coが得られている．CoとFeの組成比が17% : 24%と予想値の1 : 2と異なるがおおむねCoFe2O4ノ粒子ができているものと考えている．元素分解マッピングの結果からrGOがシート状となっており，rGOシートに粒径20-30 nmのCoFe2O4ナノ粒子が付着していることが確認された．高効率な光触媒はrGOが磁界によるナノコンポジット粒子の回収はCoFe2O4が担うため，再利用可能な高効率光触媒ナノコンポジット粒子に求められる構造はrGOシート上にCoFe2O4ナノ粒子が付着しているものであるが，今回の試料がそのような構造となっていることが確認された．
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig. 1 CoFe2O4/rGOナノコンポジット粒子合成の概略図．(a) ワサビノキ，ホナガイヌビユ成分抽出，(b) 共沈法によるCoFe2O4ナノ粒子合成，(c) Hummers法による酸化グラフェンシート合成，(d) 還元酸化グラフェンシート合成，(e) ナノコンポジット粒子合成
Fig. 2 CoFe2O4/rGOの混合比5:5の試料の(a)EDXによる元素マッピングおよび(b)EDXスペクトル
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
電子顕微鏡観察において，ご協力頂いた名古屋大学未来材料・システム研究所の荒井重勇先生，中尾知代様，依田香保留様に感謝いたします．
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
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Dyah Ayu Larasati, Green synthesized CoFe2O4/rGO nanocomposites utilizing plant leaf extracts as magnetically separable and reusable photocatalysts for organic toxic dye degradation, Journal of Water Process Engineering, 69, 106708(2025).
DOI: 10.1016/j.jwpe.2024.106708
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- D. A. Larasati, D. L. Puspitarum, N. I. Istiqomah, Zurnansyah, L. J. Mahardhika, P. D. Jayanti, H. P. Kusumah, N. P. Rini, D. Oshima, T. Kato, J. Partini, E. Suharyadi, "Green Synthesis of CoFe2O4/rGO Magnetic Nanocomposites Utilizing Leaf Extracts for Photodegradation of Rhodamine B" The 8th International Conference on Electronic Materials and Nanotechnology for Green Environment, Jeju, Korea, 13-3146, 2024/11/25.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件