| 研究課題/領域番号 |
19K05144
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分27020:反応工学およびプロセスシステム工学関連
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| 研究機関 | 東京理科大学 |
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研究代表者 |
庄野 厚 東京理科大学, 工学部工業化学科, 教授 (20235716)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
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| キーワード | スプレーノズル / 金属微粒子 / 過熱水蒸気 / Villermaux-Dushman反応 / 金属ニッケル粒子 / ヒドラジン還元法 / 混合特性 / スプレー |
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| 研究開始時の研究の概要 |
金属ナノ微粒子の新規液相連続合成法を提案する。エアーアシスト型スプレーノズルから金属塩溶液と還元剤溶液の二液の同時噴霧による分散・混合、および加熱に過熱水蒸気を用いたシステムの開発を試みる。
銅及びニッケルナノ粒子をターゲットに、金属塩、分散安定剤、還元剤及び溶媒の種類や濃度などの調製条件および過熱水蒸気の流量と温度、圧力などの操作条件が生成ナノ粒子の形状やサイズに及ぼす影響を明らかにする。銅ナノ粒子およびニッケルナノ粒子の合成系を選び、反応系と温度場や速度場などの操作条件が生成ナノ粒子の性状や収量等に及ぼす影響について検討する。
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| 研究成果の概要 |
エアーアシスト型スプレーノズルを用いた二液体混合装置を用いて、連続的な金属ナノ粒子の合成およびその形状制御を目標とした。本申請課題では、二つ化学反応の競争的に行わせることによる本装置の混合特性の評価、加熱源として過熱水蒸気を用いた金属前駆体溶液と還元剤溶液の反応による金属微粒子の合成について取り組み、目標実現に向けた様々な要素技術の基礎的研究を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、スプレーブレンド型二流隊混合装置の混合特性について評価を行い、送液流量や供給圧に閾値があり、その閾値以上であればほぼ良好な混合状態が得られることを確認した。また、エアーアシストタイプのノズルによる液滴の微粒化の際に空気等の気体では温度の低下が避けれられない問題に対して過熱水蒸気を用いる方法について検討した。これらの技術を発展させることで、ナノ金属粒子を連続的かつ大量に合成するプロセスを実現できると考えられる。
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