高品質酸化物ナノ粒子製造のための核発生と成長過程の厳密評価用マイクロデバイス開発

• 研究課題/領域番号: 23686113
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 反応工学・プロセスシステム
• 研究機関: 国立研究開発法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 陶 究 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 化学プロセス研究部門, 主任研究員 (60333845)
• 研究協力者: 青木 光子 ; 小野 剛 ; 佐藤 剛史 ; 浜根 大輔 ; 川﨑 慎一朗 ; 伯田 幸也 ; 高島 浩 ; 大原 基広 ; 竹林 良浩 ; 依田 智 ; 古屋 武 ; 佐藤 敏幸 ; 日秋 俊彦 ; 畑田 清隆 ; KÖLBL Andreas ; KRAUT Manfred ; DITTMEYER Roland
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 27,430千円 (直接経費: 21,100千円、間接経費: 6,330千円); 2014年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2013年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円); 2012年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円); 2011年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
• キーワード: マイクロミキサ / マイクロ流体デバイス / 酸化物 / ナノ粒子 / 核発生 / 成長 / 連続製造 / 高温高圧水 / 高圧高温水

研究成果の概要

所望の特性(粒径、分布、構造、組成)を備えた高品質酸化物ナノ粒子の連続製造には核発生と成長過程の厳密制御が不可欠である。そこで、不均質核発生の影響を最小限とし、核発生過程を高度に制御可能なマイクロデバイスを開発した。均一相系、固体を含む不均一相系の原料溶液からのナノ粒子製造を実施し生成機構を明らかにするとともに、原料の多段階供給による成長過程の制御法についても検討し、粒子の設計指針を整理した。

研究成果

• [国際共同研究] Karlsruhe Institute of Technology(ドイツ)
• [雑誌論文] Ultrafast hydrothermal synthesis of Pr-doped Ca0.6Sr0.4TiO3 red phosphor nanoparticles using corrosion resistant microfluidic devices with Ti-lined structure under high-temperature and high-pressure condition (2014)
  • 著者名/発表者名: Kiwamu Sue, Takafumi Sato, Toshihiko Hiaki, Takeshi Ono, Motohiro Ohara, Takeshi Furuya, Yukiya Hakuta, Mitsuko Aoki
  • 雑誌名: Chemical Engineering Journal 巻: 239 ページ: 360-363
  • DOI: 10.1016/j.cej.2013.11.035
  • 査読あり
• [雑誌論文] Continuous hydrothermal synthesis of Ca1－xSrxTiO3 solid-solution nanoparticles using a T-type micromixer (2014)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Ono, Kiwamu Sue, Daichi Furuta, Mitsuko Aoki, Yukiya Hakuta, Yoshihiro Takebayashi, Satoshi Yoda, Takeshi Furuya, Toshiyuki Sato, Toshihiko Hiaki
  • 雑誌名: The Journal of Supercritical Fluids 巻: 85 ページ: 159-164
  • DOI: 10.1016/j.supflu.2013.11.010
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高品質酸化物ナノ粒子の連続製造を目指したマイクロ流体デバイス開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 陶究
  • 雑誌名: 化学工学 巻: 77 ページ: 275-277
• [雑誌論文] マイクロミキサーと高温高圧水を利用した金属酸化物ナノ粒子の連続製造法の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 陶究
  • 雑誌名: 高圧力の科学と技術 巻: 22 ページ: 113-120
  • NAID: 10030642147
  • 査読あり
• [雑誌論文] Continuous Hydrothermal Synthesis of Nickel Ferrite Nanoparticles Using a Central Collision-Type Micromixer : Effects of Temperature, Residence Time, Metal Salt Molality, and NaOH Addition on Conversion, Particle Size, and Crystal Phase (2011)
  • 著者名/発表者名: 陶究
  • 雑誌名: Industrial and Engineering Chemistry Research 巻: 50 号: 16 ページ: 9625-9631
  • DOI: 10.1021/ie200036m
  • 査読あり
• [学会発表] 二相旋回流構造を備えたマイクロミキサによる酸化亜鉛ナノ粒子の連続水熱合成 (2015)
  • 著者名/発表者名: 陶 究、伯田 幸也、Andreas Koelbl Manfred Kraut、Roland Dittmeyer
  • 学会等名: 化学工学会第47回秋季大会
  • 発表場所: 北海道大学札幌キャンパス（北海道札幌市）
  • 年月日: 2015-09-10
• [学会発表] Nano Particle Precipitation in Micro Mixers (2013)
  • 著者名/発表者名: 陶究
  • 学会等名: IMVT seminar
  • 発表場所: ドイツ(カールスルーエ)
  • 年月日: 2013-05-23
  • 招待講演
• [学会発表] 高温高圧水とマイクロ空間を利用したナノ粒子製造プロセスの開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 陶究
  • 学会等名: 化学工学会ダイナミックプロセス応用分科会・平成23年度研究討論会
  • 発表場所: 静岡県・KKRホテル熱海(招待講演)
  • 年月日: 2011-11-12
• [学会発表] 耐食性マイクロ流体デバイスを用いた高品質酸化物ナノ粒子の連続水熱合成
  • 著者名/発表者名: 陶究
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第25回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学(愛知県)
• [学会発表] マイクロ流体デバイスを用いた高品質酸化物ナノ粒子のオンデマンド製造技術開発
  • 著者名/発表者名: 陶究
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第25回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学(愛知県)
  • 招待講演
• [学会発表] 高品質酸化物ナノ粒子のオンデマンド製造を目指したマイクロ流体デバイス開発
  • 著者名/発表者名: 陶究
  • 学会等名: 化学工学会超臨界流体部会サマースクール
  • 発表場所: クロス・ウェーブ船橋（千葉県）
  • 招待講演
• [産業財産権] 耐熱耐圧耐食性マイクロ電極 (2012)
  • 発明者名: 陶究
  • 権利者名: 産総研
  • 産業財産権番号: 2012-028274
  • 出願年月日: 2012-02-13
• [産業財産権] 耐熱耐圧耐食性電気化学マイクロセル (2012)
  • 発明者名: 陶究
  • 権利者名: 産総研
  • 産業財産権番号: 2012-028275
  • 出願年月日: 2012-02-13
• [産業財産権] 耐熱耐圧耐食性温度測定用マイクロデバイス (2012)
  • 発明者名: 陶究
  • 権利者名: 産総研
  • 産業財産権番号: 2012-028276
  • 出願年月日: 2012-02-13
• [産業財産権] 耐熱耐圧耐食性電気化学マイクロセル (2012)
  • 発明者名: 陶 究, 畑田清隆
  • 権利者名: 国立研究開発法人産業技術総合研究所
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2012-028275
  • 出願年月日: 2012-02-13
  • 取得年月日: 2016-02-19
• [産業財産権] 耐熱耐圧耐食性マイクロ電極の製造方法 (2012)
  • 発明者名: 陶 究, 畑田清隆
  • 権利者名: 国立研究開発法人産業技術総合研究所
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2012-028274
  • 出願年月日: 2012-02-13
  • 取得年月日: 2016-02-19
• [産業財産権] 高温高圧流体混合装置 (2011)
  • 発明者名: 陶究
  • 権利者名: 産総研
  • 産業財産権番号: 2011-135348
  • 出願年月日: 2011-06-17