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2014 Fiscal Year Annual Research Report

多孔質材料の巨大表面積化におけるフラクタルの応用

Research Project

Project/Area Number 24760564
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

池田 弘  九州大学, 産学連携センター, 助教 (80621599)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Keywords多孔質 / 有機-無機ハイブリッド / ガラス / フラクタル
Outline of Annual Research Achievements

階層的かつ様々な大きさの細孔を持つ多孔質材料は、巨大な比表面積と多様な細孔サイズに由来する流路が存在するため、分離、光、電子機能性材料など様々な用途への応用が期待される。しかし、このような階層的な構造(フラクタル)を有した多孔質材料の作製方法は確立されていない。そこで本研究では、ミクロ孔(<2nm)、メソ孔(2-50nm)、マクロ孔(>50nm)を階層的に形成する手法を開発し、その応用を目指した。以下に、本年度に得られた主な結果について示す。
(1)ミクロからメソ孔の細孔を制御する方法として、ナノコンポジット法の開発に取り組んだ。フュームドシリカナノ粒子とポリビニルアルコールを、pHを調整した水溶媒に分散し、SiO2-PVAサスペンションを調整し、乾燥させることでSiO2-PVAナノコンポジット多孔質を得た。作製したナノコンポジットのpHおよびSiO2とPVAの組成比と細孔サイズについて調べたところ、細孔サイズは数から数十ナノメートルであり、pHおよびPVAの含有量の増加とともに細孔サイズは減少することが明らかとなった。
(2)SiO2-PVAナノコンポジット多孔質材料の光学材料として応用を行った。まず、上述した方法でメソ孔を有したSiO2-PVAナノコンポジットを作製した。得られたナノコンポジットを様々な金属硝酸塩溶液に浸漬し、1100℃から1200℃で焼成することで各種金属イオンがドープされたシリカガラスが得られた。種々の金属イオンのドープを行った結果、希土類イオン、遷移金属イオン、およびアルミナナノ粒子をドープした場合に、紫外線励起で発光する透明なシリカガラスが作製できることが明らかとなった。

  • Research Products

    (4 results)

All 2015 2014

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Fabrication and photoluminescence of monolithic silica glass doped with alumina nanoparticles using SiO2-PVA nanocomposite2015

    • Author(s)
      Hiroshi Ikeda, Takahiro Murata, Shigeru Fujino
    • Journal Title

      Journal of the Ceramic Society of Japan

      Volume: 123 Pages: in press

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Composition and pH dependence on aggregation of SiO2-PVA suspension for the synthesis of porous SiO2-PVA nanocomposite2014

    • Author(s)
      Hiroshi Ikeda, Shigeru Fujino
    • Journal Title

      Journal of Porous Materials

      Volume: 21 Pages: 1143-1149

    • DOI

      10.1007/s10934-014-9866-8

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] メソポーラスSiO2-PVAナノコンポジットにおける希土類イオンの吸着と蛍光特性2015

    • Author(s)
      池田 弘, 藤野 茂, 梶原 稔尚
    • Organizer
      化学工学会第46回秋季大会
    • Place of Presentation
      九州大学, 福岡市
    • Year and Date
      2015-09-19 – 2915-09-19
  • [Book] 光』の制御技術とその応用事例集,第15節「有機-無機ナノコンポジットを用いたシリカガラスの微細加工と光機能性の付与」2014

    • Author(s)
      池田 弘, 藤野 茂(分担)
    • Total Pages
      5
    • Publisher
      技術情報協会

URL: 

Published: 2016-06-01  

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