2009 Fiscal Year Annual Research Report
表面ナノ構造制御したポーラス薄膜による超親水性・疎水性界面の設計
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21656207
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
山下 弘巳 Osaka University, 工学研究科, 教授 (40200688)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森 浩亮 大阪大学, 工学研究科, 講師 (90423087)
亀川 孝 大阪大学, 工学研究科, 助教 (50525136)
大道 徹太郎 大阪大学, 工学研究科, 技術専門職員 (10379141)
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| Keywords | メソポーラス / 親水性表面 / 薄膜 / 光触媒 / 疎水性表面 / 環境浄化 / メソ空間 / 水浄化 |
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| Research Abstract |
表面ナノ構造を高次制御したメソポーラスシリカ薄膜に、シングルサイト光触媒を組み込むことで、既存の薄膜では成し得ない超親水性を示す新たな界面を設計し、防曇・防汚のための界面機能材料の開発を行った。さらに、薄膜の表面をポリマーや含フッ素化合物で修飾して疎水性表面に改質するなど、有機-無機ハイブリッド材料への展開も試みた。具体的な研究方法として以下の項目を段階的に行った。
1)表面規制メソ細孔を有するメソポーラスシリカ薄膜の調製:表面規制メソ細孔を有するメソポーラスシリカ薄膜を石英ガラス基板上に調製した。各種基板上を利用して薄膜合成時の構造規制剤テンプレートと合成条件を選択することで細孔のサイズと構造および表面化学特性を制御した。表面濡れ性について評価を行い、表面特性発現へのナノ細孔構造の影響を明確にした。
2)表面規制メソ細孔へのシングルサイト光触媒の固定:シングルサイト光触媒(孤立高分散した四配位酸化チタン種)は、メソポーラスシリカ薄膜の合成の際に原材料にチタン原料をブレンドすることで、メソ細孔の骨格内に組み込んだ。また、チタン以外にも、バナジウム、クロム、タングステンなどの光触媒特性を発揮する四配位酸化物種の添加も試みた。また、ポストシンセシス的な手法として合成したメソポーラスシリカの細孔内にCVD法、イオン交換法、原子層析出法によりシングルサイト光触媒を固定化した。さらに、申請者が独自に開発したシングルサイト光触媒支援光析出法によりナノサイズ金属触媒の固定化を行った。表面濡れ性、触媒特性について評価し、表面特性発現へのシングルサイト光触媒と金属ナノ触媒の影響を明確にした。
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