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2012 Fiscal Year Annual Research Report

有機/無機ナノ複合体の創製における層剥離・複合化機構の解明および積層構造の構築

Research Project

Project/Area Number 23656413
Research InstitutionKanazawa Institute of Technology

Principal Investigator

渡辺 雄二郎  金沢工業大学, バイオ・化学部, 講師 (60410297)

Keywords層状複水酸化物 / 大気圧走査型電子顕微鏡 / 膨潤 / 剥離 / 有機/無機ナノ複合体 / ナノ構造 / 粘土鉱物 / イオン交換
Research Abstract

本研究ではナノ層間を精密に制御した構造材料の開発促進を目的に、大気圧下で観察可能な新型走査型電子顕微鏡(ASEM)を用いた直接観察法により、多種有機物と層状複水酸化物(LDH)からなる有機/無機ナノ複合体の創製におけるLDHの膨潤・剥離・複合化機構の解明および積層構造の構築に関する検討を行った。以下に主な結果を示す。
1. 塩素型Mg/Al系LDH(粒子径 約 2 μm)とラウリン酸溶液を接触させ、ASEMにより直接観察した結果、LDH層間にラウリン酸イオンが取り込まれることにより、大きく膨潤する様子が観察された。またその層間の広がりはXRDパターンのd値から求めた値(0.45 nm)とほぼ一致した。
2. 塩素型Mg/Al系LDH(粒子径 100 nm以下)とホルムアミドを接触させ、ASEMにより直接観察した結果、瞬時にLDHが剥離し、シート状になる様子が観察された。
3. 硝酸型のCa-Al系LDHと所定濃度の炭酸ナトリウム水溶液を反応させ、水溶液中で直接観察した結果、0.1Mと0.01Mでは六角板状のLDH結晶から数分で立方体結晶の炭酸カルシウム(カルサイト)に相変化する様子が観察された。一方0.001Mの添加では形状変化がほとんど起こらないことが明らかになった。
4. アスコルビン酸含有Ca-Al系LDHやMg-Al系LDHと所定濃度のリン酸ナトリウム水溶液を反応させた結果、ビタミンC含有LDHの表面または粒子間にHApが形成することが明らかになった。
本研究により、ASEMを用いてLDHの膨潤・剥離・複合化反応を直接観察することにはじめて成功した。またLDH/炭酸カルシウム複合体およびLDH/HAp複合体を合成でき、有機/無機ナノ複合体の創製や積層構造構築に向けた基礎データを収集することができた。本研究成果はナノ層間を精密に制御した構造材料の開発促進に繋がる。

  • Research Products

    (4 results)

All 2013 2012

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] ゼオライト複合体の作製と環境浄化材料としての評価2012

    • Author(s)
      渡辺雄二郎
    • Journal Title

      粘土科学

      Volume: 50巻 Pages: 1-8

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 大気圧走査型電子顕微鏡を用いた水溶液中の無機層状化合物の観察2013

    • Author(s)
      渡辺雄二郎
    • Organizer
      日本顕微鏡学会第69回学術講演会
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      20130520-20130522
  • [Presentation] Preparation of Mg-Al Layered Double Hydroxide / Hydroxyapatite Nanocomposite2012

    • Author(s)
      Yujiro Watanabe
    • Organizer
      The 2nd Asian Clay Conference
    • Place of Presentation
      Korea
    • Year and Date
      20120906-20120908
  • [Presentation] 大気圧走査型電子顕微鏡を用いた水溶液中における各種層状複水酸化物の膨潤挙動の観察2012

    • Author(s)
      渡辺雄二郎
    • Organizer
      第72回日本分析化学討論会
    • Place of Presentation
      鹿児島
    • Year and Date
      20120519-20120520

URL: 

Published: 2014-07-24  

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