| 研究課題/領域番号 |
04453124
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| 研究種目 |
一般研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
反応工学
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
駒沢 勲 大阪大学, 基礎工学部, 教授 (40029476)
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| 研究分担者 |
平井 隆之 大阪大学, 基礎工学部, 助手 (80208800)
久保井 亮一 大阪大学, 基礎工学部, 助教授 (40029567)
轡 泉 大阪大学, 基礎工学部, 助手 (60163870)
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| 研究期間 (年度) |
1992 – 1993
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| 研究課題ステータス |
完了 (1993年度)
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| 配分額 *注記 |
4,900千円 (直接経費: 4,900千円)
1993年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
1992年度: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
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| キーワード | 逆相ミセル / 半導体超微粒子 / 反応晶析 / 二酸化チタン / 硫化カドミウム / 硫化亜鉛 / 光触媒 / 水素発生 / 超微粒子 / 単分散微粒子 / 半導体 |
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| 研究概要 |
逆相ミセル溶液(エーロゾルOT(AOT)/イソオクタン)中でのチタンテトラブトキシド(TTB)の加水分解によるナノメータースケールの二酸化チタン超微粒子の生成機構について検討した。溶液の紫外可視吸収スペクトルの変化の測定によってTTBの加水分解および核発生・粒子成長の過程を追跡した結果、粒子生成が起こるか否かはTTB濃度、AOT濃度およびミセル溶液の含水率(AOT濃度に対するH_2Oの濃度の比)によって決定され、ミセル数と加えたTTB分子数の比が粒子生成の重要なパラメータであることがわかった。すなわち、ある数以上の加水分解されたTTB分子を含むミセルで核発生が起こり、さらに加水分解種との衝突によって粒子が成長するとしたモデルによって、反応溶液の吸収スペクトルの変化や、生成する粒子の粒径をよく表現することができた。
次に、金属イオン(Cd^<2+>またはZn^<2+>)を含む逆相ミセル溶液と硫化物イオン(S^<2->)を含む逆相ミセル溶液を混合して、ナノメータースケールのCdSおよびZnS半導体超微粒子およびそれらの複合体を調製する手法について検討した。生成する超微粒子の粒子径や安定性は、含水率を加えたCd^<2+>、Zn^<2+>およびS^<2->の濃度に影響され、含水率が大きいほど大きな粒子が生成する傾向が見られたが、数nmの粒径をもつ安定な超微粒子が主に含水率<10の条件下で調製できた。粒子の生成過程を吸収スペクトルの測定により追跡した結果、このように反応速度の速い系では、反応初期は逆相ミセルどうしの内容物の交換速度が反応速度を支配し、その後は粒子の成長とともに粒子どうしの凝集確率が低下することがあきらかとなった。また、Cd^<2+>およびZn^<2+>を(1-x):xのモル比で溶解した逆相ミセル溶液とNa_2Sを溶解した逆相ミセル溶液を混合することにより、Zn_XCd_<1-X>S複合半導体超微粒子を調製した。このような複合化した超微粒子は、半導体光触媒として水の光分解(水素発生)に対して高い活性を示した。
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