2018 Fiscal Year Annual Research Report
Synthesis of graphene quantum dots in supercritical water, and their separation and application
| Project/Area Number |
17F17335
|
|---|
| Research Institution | Kyoto University |
|---|
Principal Investigator |
小松 直樹 京都大学, 人間・環境学研究科, 教授 (30253008)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
TAYYEBI AHMAD 京都大学, 人間・環境学研究科(研究院), 外国人特別研究員
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-11-10 – 2020-03-31
|
| Keywords | ２次元ナノ材料 / 二硫化モリブデン / ナノダイヤモンド / 磁性酸化鉄ナノ粒子 / ポリグリセロール / ボールミリング / はく離 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度に引き続き、固相中でのボールミリングによる２次元ナノ材料（二硫化モリブデン、MoS2）のはく離についても検討を行った。はく離剤としてコール酸ナトリウム（SC）を用い、SC/MoS2 の量比（0.2ー4.0）、容器の容量に対するボールの容量比（10, 50, 80%）、回転速度（100 - 600 rpm）、ミリング級のサイズ (2, 5 mm), ボールミリングの時間 (0.5 - 24 h)、bulk MoS2 の重量(0.0 - 1.0 g).などの条件の最適化をおこなった。得られた二硫化モリブデンナノシートとSCの複合体は、水にすぐに溶解することも明らかになった。
一方、ナノダイヤモンド（ND）と磁性酸化鉄ナノ粒子（SPION）との複合体の合成についても検討を行った。まず、ND 表面をポリグリセロール（PG）で被覆し、水溶性の ND-PG を合成する。それをオートクレーブに入れ、iron acetylacetonate（Fe(acac)）とトリエチレングリコール（TEG）を加えたのち、230°C で３０分加熱することで複合体 ND-PG-SPION を合成した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初予定していた超臨界水中でのグラフェン量子ドットの合成は、高圧容器が高価になることや安全性などの問題から、超臨界水ではなく、超臨界有機溶媒中で反応を行うこととした。また、当初の目標であったグラフェン、あるいはグラフェン量子ドットの合成に代えて、以前から当研究室で扱ってきた磁性酸化鉄ナノ粒子（SPION）の合成を最初の標的とし、実験を行った。その結果、常温常圧下で合成されたSPIONに比べ、より粒度分布の狭いナノ粒子を合成できることが明らかとなった。また、このように合成した SPION を、上述のようにナノダイヤモンド（ND）と複合化し、ND-PG-SPION を合成した。
|
| Strategy for Future Research Activity |
ボールミリングによる２次元ナノ材料（二硫化モリブデン、MoS2）のはく離については、さらに最適化を進めるとともに論文作成にも取り掛かる予定である。
ナノダイヤモンド（ND）と磁性酸化鉄ナノ粒子（SPION）との複合体の合成については、粉末 X 線（XRD）, 動的光散乱（DLS）、熱重量分析（TGA）などで分析を行ったのち、磁気共鳴（MR）造影剤への応用について検討を行う予定である。
|
