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レーザープロセスを用いたゼオライト合成

Research Project

Project/Area Number 16656229
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Material processing/treatments
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

越崎 直人  独立行政法人産業技術総合研究所, 界面ナノアーキテクトニクス研究センター, 研究チーム長 (40344197)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小平 哲也  独立行政法人産業技術総合研究所, 界面ナノアーキテクトニクス研究センター, 主任研究員 (40356994)
Project Period (FY) 2004 – 2005
Project Status Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help
¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000)
Fiscal Year 2005: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Keywordsゼオライト / レーザーアブレーション法 / 水蒸気雰囲気 / ドライゲル変換法 / ナノ粒子 / 欠陥生成 / 薄膜合成 / 光吸収
Research Abstract

レーザーアブレーション法によるゼオライト合成を目指して、さまざまなアプローチを試み実験条件の最適化に取り組んだ。ゼオライトは非平衡相であり、通常の生成方法では温度・圧力・各種の添加剤などの実験条件の精密な制御が必要であり、その薄膜合成も容易ではない。そこで、レーザーアブレーション法を中心的な手法として捉え、水が関わる雰囲気と相互作用させた以下のアプローチによりゼオライトの合成を目指した研究に取り組んだ。
我々の研究室で開発した水蒸気雰囲気を制御できるレーザーアブレーション装置を使って、SiOターゲットをレーザーアブレーションして水蒸気中で薄膜を得た。これはアモルファスであったため、さらにオートクレーブを使って水熱条件下でドライゲル変換を試みた。ゼオライト膜への変換は起きるが、アモルファス膜の平坦性は失われることがわかった。
更に、通常の合成方法により得られるミクロンサイズのゼオライトを分散させた液にレーザーを照射することによりナノ粒子化を図り、その薄膜化を目指した。ゼオライトは紫外光に対して通常光学吸収はないがレーザー照射に伴う欠陥生成により光吸収が起こり、ナノサイズ化が進むことがわかってきた。5〜25nmのゼオライト粒子が得られるが、小さいものほど光照射の影響によりアモルファス化が起こることが観察された。この研究成果については16年度に特許出願済で、本年論文が掲載された。
一方、液体中で直接ゼオライトナノ粒子を合成することを目指して、その予備実験としてさまざまな金属板にレーザー光を水中で集光照射することにより起きる現象について検討した。Ptのように不活性な物質でさえレーザーアブレーションによって生成する物質は条件により酸化物が生成することがわかった。ゼオライト粒子合成にはレーザー照射条件の最適化が重要であると考えられる。

Report

(2 results)
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • Research Products

    (2 results)

All 2006 2005

All Journal Article (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Zeolite LTA Nanoparticles Prepared by Laser-Induced Fracture of Zeolite Microcrystals2006

    • Author(s)
      William Nichols
    • Journal Title

      Journal of Physical Chemistry B 110・1

      Pages: 83-89

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] ゼオライトナノ粒子の製造方法及びゼオライトナノ粒子2005

    • Inventor(s)
      William Nichols
    • Industrial Property Rights Holder
      吉川 弘之
    • Industrial Property Number
      2005-092416
    • Filing Date
      2005-03-28
    • Related Report
      2004 Annual Research Report

URL: 

Published: 2004-04-01   Modified: 2016-04-21  

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