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村山 美乃(むらやま はるの) データ更新日:2019.06.20

准教授 /  理学研究院 化学部門


主な研究テーマ
リチウムイオン電池電解液に関する研究
キーワード:リチウムイオン電池,電解液,酸化反応
2015.04~2017.10.
金属ナノ粒子などを用いた固体触媒の調製,構造解析と反応評価
キーワード:触媒化学,金属ナノ粒子
2015.03~2017.03.
研究業績
主要原著論文
1. Haruno Murayama, Yusuke Yamamoto, Misaki Tone, Takayuki Hasegawa, Moemi Kimura, Tamao Ishida, Atsuko Isogai, Tsutomu Fujii, Mitsutaka Okumura, Makoto Tokunaga, Selective adsorption of 1,3-dimethyltrisulfane (DMTS) responsible for aged odour in Japanese sake using supported gold nanoparticles, Scientific reports, 10.1038/s41598-018-34217-w, 8, 1, 2018.12, [URL], Gold (Au) nanoparticles (NPs) supported on SiO
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(Au/SiO
<sub>2</sub>
) were prepared by a practical impregnation method and applied as an adsorbent for 1,3-dimethyltrisulfane (DMTS), which is responsible for an unpleasant odour in drinks, especially Japanese sake. Compared with a conventional adsorbent, activated carbon, Au/SiO
<sub>2</sub>
selectively reduced the DMTS concentration in Japanese sake without decreasing the concentrations of other aromatic components. DFT calculations revealed that the selective adsorption of DMTS occurred through the formation of a stable intermediate. The size of the supported Au NPs was controlled by the preparation conditions and determined from TEM observations and XRD measurements, and the size was ranged from 2.4 nm to 30 nm. Au/SiO
<sub>2</sub>
having Au NPs with a diameter of 2.4 nm adsorbed DMTS the most efficiently. Smaller Au NPs showed better DMTS adsorption capabilities because larger amounts of Au atoms were exposed on their surfaces in the size range of this study. Langmuir-type monolayer adsorption and one-to-one binding of Au–S are proposed to occur based on an adsorption isotherm experiment. Even though significant differences of the fruity aroma score were not observed in the sensory evaluation between Au/SiO
<sub>2</sub>
and activated carbon for this less aromatic Japanese sake, Au/SiO
<sub>2</sub>
selectively decreased the DMTS concentration in the instrumental analysis..
2. Haruno Murayama, Takayuki Hasegawa, Yusuke Yamamoto, Misaki Tone, Moemi Kimura, Tamao Ishida, Tetsuo Honma, Mitsutaka Okumura, Atsuko Isogai, Tsutomu Fujii, Makoto Tokunaga, Chloride-free and water-soluble Au complex for preparation of supported small nanoparticles by impregnation method, Journal of Catalysis, 10.1016/j.jcat.2017.07.002, 353, 74-80, 2017.01, [URL], A novel simple and easy impregnation method for preparation of small gold (Au) nanoparticle (NP) catalysts (< 3 nm) deposited on various supports including silica, which is difficult to be applied for conventional methods, has been developed. Chloride-free and water-soluble precursor, Au complexes coordinated with β-alanine, were successful for the preparing Au NPs, which exhibited an average diameter less than 3 nm. Thermal behavior of the Au complex was investigated by TG-DTA and in situ XAFS. XAFS analyses and DFT calculations revealed a molecular structure of the Au complex to be square-planar coordination structure and mononuclear complex of Au3+. Lower decomposition and reduction temperature of the chloride-free Au complex prevented Au atoms from aggregating and from following growth of Au particles. The prepared Au/SiO2 showed high selectivity for hydrogenation of 1-nitro-4-vinylbenzene into 1-ethyl-4-nitorobenzene and good performance for removal of unpalatable aroma by means of adsorption of polysulfide molecules..
3. Koji Kitada, Haruno Murayama, Katsutoshi Fukuda, Hajime Arai, Yoshiharu Uchimoto, Zempachi Ogumi, Eiichiro Matsubara, Factors determining the packing-limitation of active materials in the composite electrode of lithium-ion batteries, Journal of Power Sources, 10.1016/j.jpowsour.2015.09.105, 301, 11-17, 2016.01, [URL].
4. Haruno Murayama, Koji Kitada, Katsutoshi Fukuda, Akio Mitsui, Koji Ohara, Hajime Arai, Yoshiharu Uchimoto, Zempachi Ogumi, Eiichiro Matsubara, Spectroscopic X-ray diffraction for microfocus inspection of Li-ion batteries, Journal of Physical Chemistry C, 10.1021/jp5029273, 118, 36, 20750-20755, 2014.09, [URL].
学会活動
所属学会名
日本化学会
触媒学会
学協会役員等への就任
2019.03~2020.02, 触媒学会, 代議員.
2016.04~2017.03, 日本化学会九州支部, 幹事.
学会大会・会議・シンポジウム等における役割
2019.01.09~2019.01.11, 第32回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム, 実行委員.
2018.10.23~2018.10.25, 第8回CSJ化学フェスタ, 実行委員.
2017.11.14~2017.11.16, 第58回電池討論会, 実行委員.
学会誌・雑誌・著書の編集への参加状況
2016.04~2019.03, 触媒, 国内, 編集委員.
受賞
2016年度 「貴金属に関わる研究助成金」 シルバー賞, 一般財団法人 田中貴金属記念財団, 2017.03.
研究資金
科学研究費補助金の採択状況(文部科学省、日本学術振興会)
2019年度~2021年度, 基盤研究(C), 代表, 種々のアミノ酸を配位子とした金錯体の合成,構造解析と担持金ナノ粒子調製への応用.
2015年度~2017年度, 研究活動スタート支援, 代表, 形状制御された異方性銀ナノ粒子を反応場とした触媒反応とその構造特異性の解明.
2015年度~2016年度, 挑戦的萌芽研究, 分担, 担持貴金属ナノ粒子による日本酒の貯蔵,製成法の開発.
競争的資金(受託研究を含む)の採択状況
2018年度~2017年度, 平成29年度 地域産学バリュープログラム, 分担, 担持ルテニウム触媒を用いた流通式不斉水素化反応の開発.
2018年度~2018年度, 平成30年度 豊田理研スカラー, 代表, アミノ酸を配位子とした金錯体による種々の担体上への金ナノ粒子固定化法の開発.
2018年度~2018年度, 公益財団法人 日本食品化学研究振興財団 平成30年度研究助成, 代表, 熟成古酒からの劣化臭除去に向けた金ナノ粒子の吸着特性の解明.
2019年度~2019年度, 公益財団法人 日本食品化学研究振興財団 平成31年度研究助成, 代表, 熟成古酒からの劣化臭除去に向けた金ナノ粒子の吸着特性の解明.
共同研究、受託研究(競争的資金を除く)の受入状況
2019.06~2020.03, 代表, リチウムイオン二次電池用電解液の分解反応の解析.
2017.04~2019.11, 代表, 金属ナノ粒子を活用した燃料中の硫黄化合物の分解による硫黄原子単独分離除去.
寄附金の受入状況
2019年度, ハリマ化成株式会社, トール油からの硫黄化合物の選択的吸着除去に関する研究.
2019年度, 横浜バッテリーサイエンス株式会社, リチウムイオン電池の電解液に関する研究.
2019年度, 宇部興産株式会社, 担持貴金属ナノ粒子の調製に関する研究.
2018年度, 宇部興産株式会社, 担持貴金属ナノ粒子の調製に関する研究.
2018年度, 横浜バッテリーサイエンス株式会社, リチウムイオン電池の電解液に関する研究.
2017年度, 大塚化学株式会社, 担持貴金属ナノ粒子吸着剤の開発.
2017年度, 横浜バッテリーサイエンス株式会社, リチウムイオン電池の電解液に関する研究.
2015年度, ソニー株式会社, リチウムイオン電池の電解液に関する研究.
学内資金・基金等への採択状況
2019年度~2019年度, 研究活動基礎支援制度・国際学会派遣支援, 代表, Structures of Au amino acid complexes for preparing supported small nanoparticles.
2018年度~2018年度, 研究活動基礎支援制度・外国語校閲経費支援, 代表, Selective adsorption of 1,3-dimethyltrisulfane (DMTS) responsible for aged odour in Japanese sake using supported gold nanoparticles.
2016年度~2016年度, 研究活動基礎支援制度・外国語校閲経費支援, 代表, Novel incipient wetness impregnation method for the preparation of silica supported small Au nanoparticles by using water-soluble and chloride-free Au complexes as precursors.
2015年度~2015年度, 平成27年度九州大学教育研究プログラム・研究拠点形成プロジェクト, 代表, 形状制御された異方性銀ナノ粒子を反応場とした触媒反応とその構造特異性の解明.

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