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たいちたけはな
5 years ago
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金属酸化物ナノ粒子からなるサブミクロンサイズこのパネルの pdf ファイルは球状多孔質構造体の大量合成と応用宇治電化学工業株式会社 / 高知工科大学こちらからダウンロードできます研究概要

医療分野等で極めて重要なナノ粒子ですしかしこれを合成するにはこれまで長時間反応や多段階に亘る複雑な反応操作が必要でした今回粒径の揃った各種金属酸化物ナノ粒子球状多孔質構造体の極めて単純なワンポット-

得られたナノ粒子の形状がマリモによく似ていることからこれら一連の金属酸化物ナノ粒子球状多孔質構造体をMARIM(Mesoporously Architected Roundly Integrated Metal

粒径制御も可能にしました 4) Si 2 2 Zn 2 および数種類の酸化物を複合化した複合酸化物 MARIMを開発しました 5) 中空および中実の複合遷移金属酸化物 MARIMの開発に成功しました 6) アナターゼ型 2

Ni/ x 直径約 5 nm 中実 2 構造体中空 2 構造体応用範囲白色顔料化粧品ナノインク透明断熱塗料遺伝子送達剤薬物送達剤高分子架橋剤リチウムイオン電池電極材研磨剤吸着剤触媒あるいは触媒担体

215-47644 号 3) 酸化チタン触媒およびその製造方法特願 215-5858 号米国出願 15/72,673 4) ドーピング型コア - シェル型及び分散型球状他多孔質アナターゼ型酸化チタンナノ粒子の合成方法

並びに該合成方法により製造される多孔質無機酸化物ナノ粒子及び球状多孔質無機酸化物ナノ粒子特許第 644756 号 7) 球状多孔質酸化チタンナノ粒子の合成方法該合成方法により製造される球状多孔質酸化チタンナノ粒子

1 金属酸化物ナノ粒子からなるサブミクロンサイズこのパネルの pdf ファイルは球状多孔質構造体の大量合成と応用宇治電化学工業株式会社 / 高知工科大学こちらからダウンロードできます研究概要研究背景金属酸化物ナノ粒子球状多孔質構造体は化粧品顔料ナノインク薬物 / 遺伝子送達物質貯蔵 / 徐放物質分離断熱材料太陽電池電池電極材反応触媒触媒担体など多岐に亘る研究分野産業分野医療分野等で極めて重要なナノ粒子ですしかしこれを合成するにはこれまで長時間反応や多段階に亘る複雑な反応操作が必要でした今回粒径の揃った各種金属酸化物ナノ粒子球状多孔質構造体の極めて単純なワンポット- 単工程の大量合成法開発に成功しました本研究では 1) サブミクロンサイズの一様な粒径分布を持つアナターゼ型二酸化チタン ( 2 ) ナノ粒子球状多孔質構造体の極めて単純な一段階合成法開発に成功しました得られたナノ粒子の形状がマリモによく似ていることからこれら一連の金属酸化物ナノ粒子球状多孔質構造体をMARIM(Mesoporously Architected Roundly Integrated Metal xide) 構造体と名付けました 2) パイロットプラントを開発し大量合成を可能にしました 2 MARIMでは生産量 5 g/ 日を達成しました 3) 新規合成法により中実構造と中空構造の作り分けや粒径制御も可能にしました 4) Si 2 2 Zn 2 および数種類の酸化物を複合化した複合酸化物 MARIMを開発しました 5) 中空および中実の複合遷移金属酸化物 MARIMの開発に成功しました 6) アナターゼ型 2 MARIMの無破砕スラリー化に成功しました中実粒子 2, Zr 2, Ce 2 Zn, Si 2, (H) 2 中空粒子 2 複合粒子 Si 2-2, Zn- 2 Al 2 3-2, Zr 2 -Ce 2 Fe/ x, Ni/ x 直径約 5 nm 中実 2 構造体中空 2 構造体応用範囲白色顔料化粧品ナノインク透明断熱塗料遺伝子送達剤薬物送達剤高分子架橋剤リチウムイオン電池電極材研磨剤吸着剤触媒あるいは触媒担体無反射塗料 / x, Cu/Ni x 特許 1) MALDI 質量分析用マトリックス及びその製造並びにそれを用いた質量分析法特願号 2) 複合遷移金属触媒およびその製造方法特願号 3) 酸化チタン触媒およびその製造方法特願号米国出願 15/72,673 4) ドーピング型コア - シェル型及び分散型球状他多孔質アナターゼ型酸化チタンナノ粒子の合成方法特願号 5) メソポーラスナノ球状粒子製造方法特願号 6) 多孔質無機酸化物ナノ粒子の合成方法並びに該合成方法により製造される多孔質無機酸化物ナノ粒子及び球状多孔質無機酸化物ナノ粒子特許第号 7) 球状多孔質酸化チタンナノ粒子の合成方法該合成方法により製造される球状多孔質酸化チタンナノ粒子及び該球状多孔質酸化チタンナノ粒子からなる遺伝子銃用担体特許第号米国特許中国特許 ZL 香港出願高知県高知市桟橋通宇治電化学工業株式会社開発部久武由典岡添智宏高知県香美市土佐山田町宮ノ口 185 高知県公立大学法人高知工科大学環境理工学群総合研究所教授小廣和哉講師大谷政孝

2 宇治電化学工業球状酸化物合成品解説メタノールを溶媒とするソルボサーマル法により巨大表面積を有するアナターゼ型二酸化チタンナノ粒子球状多孔質構造体を大量合成しました (日生産量 5 ｇ/日) 中実2 MARIMナノ粒子構造体窒素吸脱着法により求めた比表面積画像 SEM画像 1, 合成品市販品サンプル中実粒子中空2 MARIMナノ粒子構造体中空粒子 Deｇusa社 P 粒子径 (nm) 比表面積中実2 mini MARIM構造体画像 SEM画像 1, 画像 SEM画像 2, 中実2-Fe23 MARIMナノ粒子複合構造体(95% 5%) SEM画像 5, S Fe Fe Fe 中実2-23 MARIMナノ粒子複合構造体(7% 3%) SEM画像 2, S 様々な割合での複合酸化物合成が可能です高知県高知市桟橋通高知県香美市土佐山田町宮ノ口185

3 宇治電化学工業球状酸化物合成品解説中実中空 2 ナノ粒子球状多孔質構造体を破砕することなく均一に分散しスラリー化に成功しました ( 濃度 3~3wt%) 中実 2 MARIM 水系分散状態 SEM 画像粒度分布 :534nm(dv:5) SEM 画像 2, SEM 画像 1, 中空 2 MARIM 水系分散状態 SEM 画像粒度分布 :54nm(dv:5) 中実 2 mini MARIM 水系分散状態 SEM 画像粒度分布 :285nm(dv:5) 中実 2 MARIM 3wt% 水系スラリー隠ぺい率測定中実 2 MARIM 5wt%MEK スラリー隠ぺい率測定市販品 2 中実 MARIM 2 中実 MARIM 2 mini MARIM 2 では塗ってあることがほとんど判別できない高知県高知市桟橋通宇治電化学工業株式会社開発部久武由典岡添智宏高知県香美市土佐山田町宮ノ口 185 高知県公立大学法人高知工科大学環境理工学群総合研究所教授小廣和哉講師大谷政孝

4 高知工科大学研究成果 2 MARIM ナノ粒子構造体の形態制御法を確立研究概要合成条件を変えることにより中空 mini MARIM 2 集合体および極微細均一 2 ナノロッドなどの形状の異なるナノ粒子構造体も一段階合成が可能です 2 MARIM 構造体の形態制御中空 2 mini MARIM 集合体 ( 実験室レベル合成品 ) 2 画像画像 SEM 画像 5, シリコン基板上にほぼ一層で分散している直径約 1-2 nm 超微細均一 2 ナノロッド ( 実験室レベル合成品 ) 画像 SEM 画像 5, 透明導電性薄膜ナノロッド直径約 3 nm 超微細均一 2 ナノロッド薄膜の透明性超微細透過反射 2 ナノロッド透過率低下は殆どない反射率が小さくなる市販品 2 反射率が大きくなる透過率が小さくなる論文 Y. Kumabe, M. htani, K. Kobiro, Microporous Mesoporous Mater. 217, 261, 高知県高知市桟橋通宇治電化学工業株式会社開発部久武由典岡添智宏高知県香美市土佐山田町宮ノ口 185 高知県公立大学法人高知工科大学環境理工学群総合研究所教授小廣和哉講師大谷政孝

な機能を発揮します 2 チークブラシ状構造体のポリマー架橋剤への応用チークブラシ状2構造体

8% Poly(N-isopropylacrylamide) 2% チークブラシ状2集合.

ているため扱いやすい物質を挟み込むしっかり保持される均一に分散する回収しやすい,

ナノ凹凸表面による耐シンタリング触媒の開発 C + 1/2 2 Au@MARIM 2触媒

C2収率劣化なし 1wt%-Au@MARIM 2触媒 1wt%-Au@市販品2触媒(A)

5 高知工科大学研究成果 2ナノ粒子構造体のナノ凹凸構造の応用研究概要 2構造体のユニークな表面ナノ凹凸構造をポリマーの架橋剤および触媒担体に応用しました 2チークブラシ状構造体はヒドロゲルの高分子架橋剤として 2 MARIM構造体は金属ナノ粒子触媒担体に高温耐性を持たせる触媒担体とし顕著な機能を発揮します 2 チークブラシ状構造体のポリマー架橋剤への応用チークブラシ状2構造体実験室レベル合成品ヒドロゲルの架橋剤に応用引っ張り試験ヒドロゲル SEM画像, 水 8% Poly(N-isopropylacrylamide) 2% チークブラシ状2集合.2% 高温耐性を示す2 MARIM構造体担持貴金属ナノ粒子触媒表面ナノ凹凸の利点 Au@MARIM 2 高分解能画像一次粒子の大きさ<5 nm 模式図 Au 従来品にはない細かな表面ナノ凹凸巨大な表面積一時粒子が一定サイズの球状に集合しているため扱いやすい物質を挟み込むしっかり保持される均一に分散する回収しやすい, Ni, Cu, Ru, Pd, Ag, Pt も可能ナノ凹凸表面による耐シンタリング触媒の開発 C + 1/2 2 Au@MARIM 2触媒 C2 大きな発熱反応であるため Auナノ粒子が容易にシンタリングする高温低温繰返し試験 C2収率劣化なし 1wt%-Au@MARIM 2触媒 1wt%-Au@市販品2触媒(A) 優れた低温活性 MARIM 2のみ論文特許 F. Duriyasart, H. Hamauzu, M. htani, K. Kobiro, ChemistrySelect 216, 1, 複合遷移金属触媒およびその製造方法特願号酸化チタン触媒およびその製造方法特願号高知県高知市桟橋通高知県香美市土佐山田町宮ノ口185

高知工科大学研究成果複数の金属酸化物からなる複合金属酸化物ナノ粒子球状多孔質構造体を開発

MARIM構造体の合成中空Al23 2 MARIM構造体の合成前駆体溶液中の Al/ 原子比.5/.

MARIM構造体中のZn/ 比 MARIM集合体中の Zn/(Zn + ) 1 (%) 65

原子比を変えて中空MARIM集合体を合成できます前駆体溶液中のAl 量により Al23 2

5 65 前駆体溶液中のAl/(Al + ) 1 (%) 65 前駆体溶液中のZn/(Zn + ) 1

MARIM構造体中のZn/ 比は前駆体溶液中のZn/ 比と直線関係にあります Si2-2複合酸化物

前駆体溶液中のSi/(Si 1 solution 4 4 MARIM構造体中のSi/

6 高知工科大学研究成果複数の金属酸化物からなる複合金属酸化物ナノ粒子球状多孔質構造体を開発 Zn-2複合酸化物実験室レベル合成品 Al23-2複合酸化物実験室レベル合成品中空Zn 2 MARIM構造体の合成中空Al23 2 MARIM構造体の合成前駆体溶液中の Al/ 原子比.5/.5./.75.5/.95 前駆体溶液中の Zn/ 原子比./.75.2/.8.1/.9.5/.95 BET 比表面積 BET 比表面積 Zn 2 MARIM構造体中のZn/ 比 MARIM集合体中の Zn/(Zn + ) 1 (%) 65 MARIM集合体中の Al/(Al + ) 1 (%) 286 Zn 2 MARIM中のZn/ 原子比を変えて中空MARIM集合体を合成できます前駆体溶液中のAl 量により Al23 2 MARIM の形状を制御できます Al23 2 MARIM構造体中のAl/ 比前駆体溶液中のAl/(Al + ) 1 (%) 65 前駆体溶液中のZn/(Zn + ) 1 MARIM構造体中のAl/ 比は前駆体溶液中のAl/ 比と直線関係にあります MARIM構造体中のZn/ 比は前駆体溶液中のZn/ 比と直線関係にあります Si2-2複合酸化物実験室レベル合成品 Si2 2 MARIM構造体の合成前駆体溶液中の Si/ 原子比.1/.9./..75.5/.5.75/. MARIM集合体中の Si/(Si + ) (%) 1 NPs in (%) Si/(Si+)x1 Si2 2 MARIM構造体中のSi/ 比 BET 比表面積 Si 2 MARIM構造体中のSi/ 原子比を変えて中空MARIM集合体を合成できます i Si(Et) /(Si(Et) +( Pr)4)+in) precursor 前駆体溶液中のSi/(Si 1 solution 4 4 MARIM構造体中のSi/ 比は前駆体溶液中のSi/ 比とほぼ直線関係にあります応用範囲触媒触媒担体光散乱材など論文 E. K. C. Pradeep, M. htani, K. Kobiro, Eur. J. Inorg. Chem. 215, H. T. T. Nguyen, T. Habu, M. htani, K. Kobiro, Eur. J. Inorg. Chem. 217, 高知県高知市桟橋通高知県香美市土佐山田町宮ノ口185

7 高知工科大学研究成果触媒材料への応用に向けたナノ凹凸粒子の迅速合成法を開発研究概要遷移金属から成る酸化物触媒では一般に粒子を構成する元素組成と表面構造が化学反応の選択性および触媒活性を左右しますしかし３ｄ族遷移金属 Fe Ni Cu のように性質の異なる複数種の金属元素を１つの粒子として複合化しようとすると粒子の核生成結晶成長速度が元素ごとに極端に異なることが通常であり得られる粒子の表面凹凸構造をナノレベルで精密に制御することが難しいです本研究では高温高圧での反応と急激な加熱を組み合わせた新しい粒子合成法を開発しましたこの新しい手法では密閉容器内に封入した金属塩溶液を従来法よりはるかに大きな加熱速度すなわち１分間に5ºC を超える昇温速度で加熱します急激に加熱することで金属元素の組み合わせによらず数ナノメートル以下の微細ナノ結晶の生成と複合化が瞬時に進行しますこれにより触媒材料として有用な極微細なナノ凹凸構造を有する遷移金属ナノ粒子集合体を短時間単工程で得ることに成功しました遷移金属複合酸化物の迅速ワンポット合成超急速加熱ソルボサーマル法 3d遷移金属塩混合溶液,, Ni, Fe (a) 加熱速度: 5 ºC/min 反応温度 3 ºC 反応時間 1 min 溶媒メタノール (a) 様々な遷移金属を組み合わせた複合酸化物の合成 (b)hr- ナノ凹凸複合酸化物粒子 FFT 4 nm (b) 4 nm (c) S 5 nm S Ni Fe 3 nm S 2 nm Fe 5 nm 3 nm (c) S S/EDXマッピング像 (a) Ni/ (b) Fe/ (c) Fe//複合酸化物 1 nm 脱着吸着 P /P.8 細孔直径 1.3 nm (a) (c) dp (nm) 超急速加熱ソルボサーマル法により得られた/複合酸化物 (a) 像 (b) HR-像 Inset: FFT像 (c) S/EDXマッピング (d) 窒素吸脱着等温線 (e) 細孔直径分布図 MP法応用範囲論文特許 (b).5 比表面積 155 m2/g 遷移金属ナノシート集合体の形状制御合成. dvp/d(dp) Va [cm3 (STP) g 1] (d) (e).3 15 超急速加熱ソルボサーマル法で得られた多孔質ナノシート集合体 (a) 樹木状集合体 (b) 花弁状集合体 (c) 単層状ナノシート触媒触媒担体電極材料など M. htani, T. Muraoka, Y. kimoto, K. Kobiro, Inorg. Chem. 217, 56, 複合遷移金属触媒およびその製造方法特願号高知県高知市桟橋通高知県香美市土佐山田町宮ノ口185

Microsoft PowerPoint - パネル_ b_kk.pptx

Microsoft PowerPoint - パネル_ b_kk.pptx 金属酸化物ナノ粒子中空および中実球状多孔質集合体の大量合成法宇治電化学工業株式会社 / 高知工科大学このパネルの pdf ファイルはこちらからダウンロードできます研究背景金属酸化物ナノ粒子球状多孔質集合体は物質分離有害物除去物質貯蔵 / 徐放光触媒光半導体太陽電池電池電極材反応触媒触媒担体薬物 / 遺伝子送達など多岐にわたる研究分野産業分野医療分野等で極めて重要なナノ粒子です