2021 Fiscal Year Annual Research Report
焼成不要の環境低負荷水熱法による緻密化プロセスの開発
| Project/Area Number |
20K20357
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
中平 敦 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90172387)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉田 要 一般財団法人ファインセラミックスセンター, その他部局等, 上級研究員 (00397522)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ナノセラミックス / 水熱プロセシング / 構造評価 / 無焼成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ナノポーラス材料（メソポーラス材料、金属有機構造体(Metal Organic Framework)などのナノポーラス材料など）および層状化合物（層状腹水酸化物）などのセラミックス材料をモデルマテリアルとして、新規改良型水熱プロセス処理において溶解・再析出メカニズムを制御し、焼成することなしに、無焼成で緻密化を最適化するプロセスの開発することを目標に研究開発を行った。特に、ZIF-8(Zeolitic Imidazolate Framework)は、Znイオンを金属源、2-メチルイミダゾールを有機配位子源とするMOFを溶液プロセスにて合成した。メソポーラス材料としては、FSM及びMCM系のシリカ系のメソポーラスなどのメソポーラス材料も溶液プロセスで合成した。ハイドロタルサイトなどの層状腹水酸化物は、共沈プロセスなどにより合成した。
これらのセラミックス材料を用いて、現在の水熱プロセスをベースプロセシングに水溶液溶媒下にて中低温域（100℃～300℃）の新規改良型水熱プロセス処理を行なうことで、さまざななプロセシング因子を最適化することで各種セラミックスを100℃～300℃の温度域にて緻密化を可能とするバルク化に成功した。一部のセラミックスについてプロセシング因子を最適化することでセラミックス材料の膜化プロセスを可能とする要素技術を明らかにできた。得られたナノポーラス材料や緻密なMOFの緻密サンプルについて、各種の構造組織評価およびに種々の物性評価をXRD、FT-IR、XAFS、SEM、TEMなどによって構造解析し、併せて、放射光施設による分光分析によって詳細に構造解析を進めた。
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