1999 Fiscal Year Annual Research Report
磁性微粒子を包接した汚水処理用TiO_2光触媒の開発
Project/Area Number |
11875172
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Research Institution | Kyushu University |
Principal Investigator |
多湖 輝興 九州大学, 大学院・工学研究科, 助手 (20304743)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田代 靜香 九州大学, 大学院・工学研究科, 教務員 (90260710)
岸田 昌浩 九州大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (60243903)
若林 勝彦 九州大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20220832)
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Keywords | 包接微粒子 / 磁性材料 / フェライト / チタニア / 光触媒 / マイクロエマルション |
Research Abstract |
本研究では、マイクロエマルション中で調製した磁性物質とTiO_2微粒子を複合化することにより、磁力によって回収が可能となるTiO_2触媒の開発を目的とした。本年度は、磁力特性の向上と高い光分解活性を持つアナターゼ型のTiO_2の合成、およびその固定化について検討した。TiO_2によって磁性物質を直接包接することを試みたが、TiO_2は非常に凝集しやすいため、これは困難であった。そこで、まず油中水滴型マイクロエマルション溶液中でFe、Co系フェライト(Fe_3O_4、CoFe_2O_4)磁性微粒子がシリカ(SiO_2)によって被覆された包接微粒子を合成し、この磁性包接微粒子にTiO_2を固定化することを試みた。 磁性物質原料塩の供給方法を変えることにより、Fe_3O_4粒子径を約5nm〜15nmの範囲で制御することができた。さらに、Fe_3O_4微粒子の表面をCoFe_2O_4で修飾することにより、磁力特性が飛躍的に向上した。磁性包接微粒子が分散した溶液にTiO_2の原料となるアルコキシド(チタニウムテトラブトキシド、TTB)を添加し、TTBの加水分解反応を進行させた。その結果、TiO_2が磁性包接微粒子に固定化された複合微粒子を調製することができた。得られた試料を350℃→400℃→450℃と段階的に焼成することにより、結晶粒子径が約5nmのアナターゼ型のTiO_2を調製することができた。モデル反応として酢酸の光分解をとりあげ、TiO_2の光分解活性を評価したところ、反応活性はTiO_2担持量に比例した。またTiO_21gあたりの活性は市販の高活性TiO_2よりも大きいものであった。
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[Publications] 多湖輝興、岸田昌浩、若林勝彦: "高性能光触媒創製のためのTiO_2系複合超微粒子の粒子径と表面構造の制御"第一回チタニア応用研究会. 1月. 29-35 (2000)
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[Publications] T.Tago,T.Sashida,Y.Syoji,M.Kishida and K.Wakabayashi: "A New Preparation Method for Active Carbon-Supported TiO_2 Catalyst"Proc.the 4^<th> International Conference on ECOMATERIALS. November. 33-36 (1999)
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[Publications] T.Tago,T.Hatsuta,R.Nagase,N.Kishida and K.Wakabayashi: "Synthesis of Silica-Coated Cobalt Ferrite Nanoparticles Using Water-in-Oil Microemulsion"Transactions Materials Research Society of Japan,in press.
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[Publications] 多湖 輝興,長瀬 亮,初田 隆俊,ポントーントゥーパテーミ,岸田 昌浩,若林 勝彦: "シリカで包接した貴金属超微粒子の形成機構と触媒活性"触媒. 41巻・6号. 468-470 (1999)