酸化物系ナノ・マイクロチューブの創製とその機能に関する研究

• 研究課題/領域番号: 15656206
• 研究種目: 萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 触媒・資源化学プロセス
• 研究機関: 関西大学
• 研究代表者: 三宅 孝典 関西大学, 工学部, 教授 (00351495)
• 研究分担者: 小田 廣和 関西大学, 工学部, 教授 (30067756) ; 池永 直樹 関西大学, 工学部, 助教授 (20232209)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2004
• 研究課題ステータス: 完了 (2004年度)
• 配分額: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円); 2004年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円); 2003年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
• キーワード: ナノチューブ / キャピラリーチューブ / 酸化鉄 / マイクロチューブ / 酸化亜鉛

研究概要

酸化物系ナノ・マイクロチューブを合成する基礎検討を、昨年に引き続きキャピラリーチューブリアクターを用いた無機塩の熱分解で行った。
昨年度に硝酸鉄をホルムアミド溶媒に溶解して調製した酸化鉄が目的のチューブ状になっているかどうかについて、透過型電子顕微鏡で形態観察を行ったが、チューブを示すトンネルは見えなかった。なお、硝酸鉄を電気炉を用いて熱処理した場合には、キャピラリーチューブでの熱分解に比べ150℃以上の高温でないと同じ結晶構造の酸化鉄が得られないことが明らかとなり、やはりマイクロチューブリアクターの特徴があることを確認できた。
同じ方法論を用い、光学材料として興味ある性質を有する酸化亜鉛の調製を検討した。硝酸塩あるいはアセチルアセトナートを原料とし、それらの純物質の熱分解温度より低温の200℃での調製を検討した。亜鉛塩の場合、溶媒の選択により、生成物の結晶構造が異なること、また、酸化亜鉛となっていればないはずの重量減少が熱重量分析で認められた。更に赤外分光測定の結果、溶媒に由来する吸収が見られたことから、亜鉛塩がキャピラリーチューブ中で分解していく過程で溶媒和が起こり、これにより亜鉛塩の熱安定性が増し、結果的に十分な熱分解が起こらなかったと考えられた。
これらの結果を総括すると、マイクロチューブリアクターを用いた塩の熱分解で、現状では目的とした酸化物系のナノ・マイクロチューブは得られていない。目的物を得るためには、チューブを開けるための添加物等の検討が必要と考えられる。マイクロチューブリアクターを用いることで、得られる酸化物の二次粒子の形態を制御できるという新しい知見が得られたので、更に基礎研究を続ける価値があると示唆された。