2017 Fiscal Year Research-status Report
遷移金属イオン置換ハイドロキシアパタイトの水熱合成と浄化特性評価
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16K21157
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
後藤 知代 大阪大学, 産業科学研究所, 助教 (60643682)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 水酸アパタイト / 光触媒 / 結晶形態 / 水熱 / ソルボサーマル / 吸着 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
リン酸カルシウムの一種である水酸アパタイトは、生体親和性、有機物吸着特性、イオン交換特性を有するとともに、酸化物との複合化や種々の陽陰イオンを結晶構造中に置換することで、新たな機能を付与できると期待される。特に、吸着特性を制御することができれば触媒や吸着剤など優れた浄化材料として応用できると期待される。本研究では、浄化材料としての応用を目的として、遷移金属および金属酸化物と水酸アパタイトを複合化した光触媒（TiO2修飾HAp）の合成と、触媒担体としての水酸アパタイトの特性制御に取り組んでいる。平成29年度では、水熱法およびソルボサーマル法により合成したTiO2修飾HApの吸着特性を、酸性および塩基性色素を用いて詳細に調べた。HApのゼータ電位は結晶形態およびサイズにより変化することがわかり、それにより吸着特性も変化することを明らかにした。特に、本実験で使用したアルコールを用いたソルボサーマル合成法は、HApのサイズを容易に制御できることから有用な合成手法であるといえる。一方、HApへTiO2ナノ粒子を担持させるとゼータ電位は負の値へと変化し、ナノ粒子の担持量がゼータ電位へ影響し、吸着特性も変化することもわかってきた。このことから、複合体の場合は、吸着特性におけるナノ粒子の影響も考慮する必要があることが分かった。ゼータ電位をHApの形態や構造のみで制御するためには、遷移金属などのイオンを構造へ置換する手法がよいと考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
平成29年度において、水酸アパタイトの吸着試験の評価に焦点をあてて実験し、水酸アパタイト結晶の形態や構造が吸着特性に与える影響を明らかにできた。一方、これらの知見から材料設計の指針を得ることができたものの、目的とする水酸アパタイト結晶構造中へのイオン置換のための合成手法の検討が途中段階である。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまで得られた知見を参考としつつ、水酸アパタイト構造中へのチタンおよび他の金属イオンの置換をひきつづき試みるとともに、構造制御のための水熱法およびソルボサーマル法による合成手法の検討を進める。さらに得られた試料を、これまでのナノ粒子を担持した複合化試料の特性と比較することで材料設計の違いによる特性の差を明確にする。
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| Causes of Carryover |
今年度は、前年度からの未使用額があったとともに、前年度から購入している物品を使用して、合成および評価試験を効率的に進めたため、次年度未使用額が発生した。
平成30年度は最終年度にあたるため、次年度未使用額は翌年度分として請求した助成金と合わせて、実験および分析のための消耗品・物品購入に使用するとともに、これまで得られた結果を論文として報告するための、英文校正および掲載料（オープンアクセス）の費用として使用する予定である。
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