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物質変換無機材料化学 / Chemistry of Reactions on Inorganic Materials

単位数: 2. 担当教員: 加藤 英樹. 開講年度: 2024. 開講言語: 日本語/英語 J/E.

授業の目的・概要及び達成方法等

Google Classroomのクラスコードは工学研究科Webページ
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-g.html
(大学院シラバス・時間割・履修登録)にて確認すること。

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カーボンフリー,カーボンニュートラル技術は持続可能社会の構築に必須な技術である。それらの中で機能性無機材料が主役となる物質変換反応について,無機材料の結晶構造,バンド構造,表面構造と反応特性との関連を理解するための講義を行う。特に,無機材料の機能と密接な関係にある結晶構造についての理解を深めるため,結晶の幾何学の基礎について学ぶ。

授業の目的・概要及び達成方法等(E)

The class code for Google Classroom can be found on the Web site of the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/english/academics/master.html (under "Timetable & Course Description")

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Carbon-free and carbon neutral technologies are essential for construction of the sustainable society. This course introduces chemical reactions over inorganic materials which contribute to the carbon-free and carbon neutral society and helps students understand the relationships between reactions and properties of inorganic materials, such as crystal structure, band structure, and surface structure. In addition, this course deepens knowledge about the basic of geometry of crystals that is important to understand function of inorganic materials.

授業計画

・ガイダンス,物質変換無機材料化学序論
・バイオマス変換反応
・半導体材料を用いた光ー物質変換1: 光電気化学反応1
・半導体材料を用いた光ー物質変換2: 光電気化学反応2光触媒概論
・半導体材料を用いた光ー物質変換3: 光触媒概論
・半導体材料を用いた光ー物質変換4: 材料特性と光触媒特性光触媒開発
・半導体材料を用いた光ー物質変換5: 光触媒開発
・研究紹介:水分解および二酸化炭素変換のための光触媒
・結晶の幾何学1: 格子点と結晶系,ブラベー格子
・結晶の幾何学2: ポーリングの法則,結晶による回折現象1(ブラッグの条件,回折強度)
・結晶の幾何学3: 結晶による回折現象2(構造因子,消滅則)
・結晶の幾何学4: 結晶による回折現象3(指数付け,格子定数の決定)
・結晶の幾何学5: 点群と空間群
・結晶の幾何学6: インターナショナルテーブル
・まとめ

授業計画(E)

•Guidance of this course, Introduction of reactions on inorganic materials
•Biomass conversion using solid catalysts
•Photo-chemical conversion using semiconductors (1): Photoelectrochemical reactions (1), Honda-Fujishima effect
•Photo-chemical conversion using semiconductors (2): Photoelectrochemical reactions (2)
•Photo-chemical conversion using semiconductors (3): Overview of photocatalysis
•Photo-chemical conversion using semiconductors (4): Relationship between physical properties and photocatalytic properties
•Photo-chemical conversion using semiconductors (5): Development of photocatalysts
•Research introduction: Photocatalysts for water splitting and CO2 conversion
•Geometry of crystal (1): Lattice point, crystal systems, Bravais lattices
•Geometry of crystal (2): Pauling’s rules, diffraction by crystal (1) (Bragg’s law, diffraction intensity)
•Geometry of crystal (3): Diffraction by crystal (2) (structure factor, extinction rule)
•Geometry of crystal (4): Diffraction by crystal (3) (indexing, determination of lattice constants)
•Geometry of crystal (5): Point group and space group
•Geometry of crystal (6): International table
•Geometry of crystal (7): Determination of space group
•Summary

授業時間外学習

授業時間は限られているので,自主学習が重要である。講義内容の復習をすること。また,レポートを提出させることもある。

授業時間外学習(E)

The session time is limited and therefore self-directed learning is important. Students are required to review for each class. In addition, students are required to submit reports, if necessary.

成績評価方法及び基準

出席,課題,小テスト等により総合的に評価する。

成績評価方法及び基準(E)

Evaluation is performed comprehensively based on attendance, report, and short test.

教科書および参考書

    オフィスアワー

    授業開講週の水曜日11:15-12:00
    Google Meetに入室して待機しているので,質問等がある場合にはMeetに入室すること。

    オフィスアワー(E)

    Wednesday 11:15-12:00 of the lecture week
    I will stay in the Google Meet of this course during the office hour.
    Enter the Meet if you want to ask me.

     これと関連したシラバス 学務情報システムで確認
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