2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of hollow nanoparticles with opening and closing functions of their mesopores and material filling to them
| Project/Area Number |
15K06560
|
|---|
| Research Institution | Kochi University of Technology |
|---|
Principal Investigator |
小廣 和哉 高知工科大学, 環境理工学群, 教授 (60170370)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大谷 政孝 高知工科大学, 環境理工学群, 講師 (20585004)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | 多孔質球状セリア構造体 / 多孔質球状ジルコニア構造体 / アミノプロピルシリル化多孔質球状チタニア構造体 / シンタリング耐性貴金属ナノ粒子触媒 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、世界に先駆けて確立した中空球状多孔質チタニアナノ粒子合成法の知見をもとに、新たな応用展開が期待されるシリカ、酸化亜鉛、アルミナ、ジルコニア、セリア等にこの方法論を展開し、各種の球状多孔質ナノ粒子構造体の汎用的ワンポット単工程合成法を開発している。平成２８年度には、ほぼ真球状かつ粒径の揃ったセリアおよびジルコニアの多孔質金属酸化物ナノ粒子構造体の新たなワンポット合成法を確立した。すなわち、硝酸セリウム、トリエチレングリコール、アセトニトリルからなる前駆体溶液のソルボサーマル反応により多孔質球状セリア構造体を、ジルコニウムテトラブトキシド、アセチルアセトン、エタノールからなる前駆体溶液のソルボサーマル反応により多孔質球状ジルコニア構造体を得た。得られた多孔質球状セリア構造体および多孔質球状ジルコニア構造体の比表面積は、それぞれ160および303 m2/gと言う驚異的な大きさを示した。さらに、セリア－シリカおよびジルコニア－シリカのワンポット単工程複合粒子合成にも成功し、両方とも優れた高温耐性を示すことを明らかにした。
また、表面をアミノプロピルトリメチルシランで処理したアミノプロピルシリル化多孔質球状チタニア構造体のゼータ電位は-40 mVから+40 mVの間で制御可能であることを明らかにした。さらに、この末端アミノ基のポリN-イソプロピルアクリルアミド修飾も行い、溶媒極性、両親媒性、温度等の外部因子で表面有機修飾剤の集合状態を変化させることによるメソ孔開閉へ繋げるための準備が整った。
さらに、表面ナノ凹凸構造に金ナノ粒子を保持した多孔質球状チタニア構造体が、多量の発熱を伴う一酸化炭素の酸化反応触媒として、優れたシンタリング耐性を示すことを明らかにした。
|
