2021 Fiscal Year Annual Research Report
Synthesis of ultrapure metal nanoparticles by ultrafine bubbles and ultrasound, and sensing of water analysis
| Project/Area Number |
19H02505
|
|---|
| Research Institution | Nagoya University |
|---|
Principal Investigator |
安田 啓司 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (80293645)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
金 継業 信州大学, 学術研究院理学系, 教授 (40252118)
小島 義弘 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 准教授 (80345933)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | 超音波 / ウルトラファインバブル / 反応工学 / 金属ナノ粒子 / センサー / 光触媒 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は以下の研究成果を得た。
１．高純度な金属ナノ粒子の合成：超音波法により銀の表面に金をコーテングした複合ナノ粒子を合成した。また、超音波法で合成した金および、パラジウムの高純度金属ナノ粒子の水溶液にウルトラファインバブル水を添加することによって、分散安定性が向上した。
２．水中のラジカルを検出するためのセンサーの開発：超音波法で調製した金ナノ粒子溶液に3、4-エチレンジオキシチオフェン(EDOT)を20 mM加えると、EDOTが可溶化し、EDOTの表面増感ラマン散乱スペクトルが得られた。この溶液に、ウマ心筋由来の10 μMチトクロームc(Cyt c)と0.1 M過塩素酸リチウムを加えて、電位多重掃引法によりポリEDOT複合膜を径50μmの超微小白金ディスク表面に修飾させた電極では、-0.15 V vs. Ag/AgCl付近にCyt c(FeⅡ)/Cyt c(FeⅢ)の酸化還元に由来するレドックス波が観測された。この電極はスーパーオキシドラジカルを0～1.2μMの濃度範囲において定量することができ、今後、第三世代バイオセンサーとして医療分野への展開が期待できる。
３．光触媒の複合粒子の合成と性能評価：超音波還元処理(SR)でPd/WO3複合粒子を合成する過程で原料のPdの仕込み量を小分けし、段階的にSRを適用する方法について検討した。具体的には、1)所定のPd仕込み量を一度にすべてWO3粒子分散液に添加しSRにて合成した複合粒子、および、2)所定のPd仕込み量を3等分し、Pd仕込み操作⇒SR⇒複合粒子の分離操作を繰り返し計3回実施し合成した複合粒子の光触媒活性を比較したところ、2)の方が高い活性を示した。これは、2)の場合、Pdの粒子成長に比べてPdの核生成が活発になり、より高分散でWO3粒子表面上にPdナノ粒子を担持できた結果と考える。
|
| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
|
