| 研究課題/領域番号 |
12450311
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(B)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 研究分野 |
化学工学一般
|
|---|
| 研究機関 | 大阪大学 |
|---|
研究代表者 |
駒沢 勲 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (40029476)
|
|---|
| 研究分担者 |
白石 康浩 大阪大学, 太陽エネルギー化学研究センター, 助手 (70343259)
平井 隆之 大阪大学, 太陽エネルギー化学研究センター, 教授 (80208800)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2000 – 2001
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2001年度)
|
| 配分額 *注記 |
1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2001年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
|
|---|
| キーワード | ナノ粒子 / 逆ミセル / 量子サイズ効果 / 光触媒 / 複合材料 / 光化学反応 / 水素製造 / メソポーラスシリカ |
|---|
| 研究概要 |
ナノサイズに超微粒子化された材料は量子サイズ効果などに基づく新規な機能を発現できる機能材料として期待されている。ナノ粒子は逆ミセルなどの微小反応場を用いることによりサイズ選択的に合成できるが、合成後の回収・固定化などの材料化プロセシング技術の開発に関する研究が不足している。本研究では、主として逆ミセル中で合成した半導体ナノ粒子の回収・固定化による複合材料の創製と機能発現に関する研究を行った。
1.機能性ポリマーおよび無機粒子担体を用いるナノ粒子の固定化と材料調製 チオール基で修飾した球形ポリスチレン微粒子やアルミナ粒子を合成し、CdSまたはRuS_2ナノ粒子を合成した逆ミセル溶液にこの担体を添加・攪拌することによって簡便にナノ粒子を回収し担体表面に固定化し複合材料を調製した。光照射に対するナノ粒子の凝集抑制が可能であり、安定な光触媒活性を示す光触媒材料の調製法として有用であることを示した。
2.無機多孔体材料を担体とするナノ粒子の固定化と材料調製 数ナノメートル径の揃った細孔をもつメソポーラスシリカは、各種の触媒材料への応用が期待されている。種々の細孔径をもつメソポーラスシリカの表面をチオール基で修飾したものを担体とし、これをCdSナノ粒子を調製した逆ミセル溶液に添加して撹拝することによって、メソ細孔内にCdSナノ粒子を固定化した。この際、細孔径より小さなCdSナノ粒子のみが固定化されるというふるい効果が認められ、「粒子ふるい効果」と名付けた。調製した複合材料は、水の光分解による水素発生のための光触媒として機能し、水素発生量がメソ細孔径の増加とともに増大するという関係を示すことを明らかにした。
3.高機能光触媒複合材料の創製 カルボン酸基をもつチオールで表面修飾したCdSナノ粒子を二酸化チタン担体粒子上に固定化した複合材料、ならびにZnドープしたシリカ粒子の表面をジチオールで修飾した担体にCdSナノ粒子を固定化した複合材料を合成した。これらの複合光触媒においては、光励起された半導体上の電子が他の半導体に移動することによって効率のよい電荷分離が可能となり、高い光触媒活性を示すことを明らかにした。
|
