Highly efficient surface modification of metal oxide nanoparticles and nanosheets using microreactors

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18H02062
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 36010:Inorganic compounds and inorganic materials chemistry-related
• Research Institution: Waseda University
• Principal Investigator: Sugahara Yoshiyuki 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (50196698)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 塚原 剛彦 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (10401126) ; 井戸田 直和 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (60451796)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 表面修飾 / マイクロリアクター / ナノシート / ナノ粒子

Outline of Final Research Achievements

Highly efficient surface modification in a liquid-liquid biphasic system was achieved using a microreactor. First, the surface modification of niobate nanosheets in a bulk liquid-liquid biphasic system was achieved by using an aqueous dispersion of niobate nanosheets prepared by exfoliation of layered perovskite using a tetrabutylammonium salt as an aqueous phase and cyclohexane dissolving oleyl phosphate as an organic phase. Surface modification of niobate nanosheets in a microreactor was also achieved using a double-Y type microchannel and similar aqueous and organic phases, and surface modification was completed within 4.6 sec.

Free Research Field

無機材料化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

マイクロリアクターはこれまでも化学に広く応用されており、有機合成やナノ粒子の合成などに用いられてきた。一方、液-液二相系を利用したナノ粒子の表面修飾はこれまで行われており、水相に分散しているナノ粒子が界面で表面修飾された後、有機相に移動（相間移動）することが知られている。本研究が示したマイクロリアクターの表面修飾への応用は、マイクロリアクターの全く新しい用途を提示しており、マイクロリアクターの応用範囲を拡張したことは意義深い。また、数秒間で表面修飾反応が完了するという、非常に高い効率を示しており、マイクロリアクターの表面修飾への利用の高い学術的意義を示している。