2014 Fiscal Year Annual Research Report
垂直細孔配列メソ多孔体膜付着グラフェンナノ複合体／複合膜の創製
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24550170
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
王 正明 独立行政法人産業技術総合研究所, 環境管理技術研究部門, 上級主任研究員 (10356610)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
久保 史織 独立行政法人産業技術総合研究所, 環境管理技術研究部門, 研究員 (20435770)
吉澤 徳子 独立行政法人産業技術総合研究所, エネルギー技術研究部門, グループリーダー (10358327)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | グラフェン / メソポーラスシリカ / 垂直ポア配向 / サンドイッチ型複合体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度において長鎖アルキル四級アンモニウム界面活性剤の鎖長を変化することによりメソポアのサイズ制御が可能であることが分かったが、本年度において昨年度の結果を鑑みてポアサイズ制御の最適条件を精査する上で、研究項目「膜形成手法の確立」を試みた。C8～C18の鎖長である界面活性剤をそれぞれ合成に用いると、いずれの場合でも最適条件下において比表面積1000m2/g前後のサンドイッチ型複合構造体が得られ、ポアサイズが2.2-4.8nmの間で調節可能であることに成功した。しかし、C12以上の鎖長の場合、ポア垂直配向する、従来のメソポラースシリカ・グラフェンサンドイッチ複合構造が得られるのに対し、C8、C10など鎖長が短いと鎖長が短くなるにつれ、グラフェン表面にメソポーラスシリカのナノ粒子がたくさん載るような構造がだんだん増えてきた。合成溶液中にあるGOナノ粒子の表面電位測定から、この複合構造の違いがGOの表面に界面活性剤集合体形成の容易さに関係していると結論した。
一方、「膜形成手法の確立」に関しては、種々の方法と条件を精査した結果、クエン酸などの有機スペーシスとの混合スラーリ系を用いればスピンコート法やドクターブレード法で成膜可能であることが分かった。膜の電気伝導度測定から、単独な複合体粒子より成膜したものが充分な電気伝導性を示すことが困難であり、有意な電気伝導性を与えるのにはグラフェン成分と更なる混ざり合いが必要であることが明らかとなった。混合比率など種々の成膜条件を最適化し、得られた複合膜のセンシング効果を試みることができた。
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