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化学的/物理的剥離プロセスによるカチオン/アニオン型ナノシート合成とナノ構造解析

公募研究

研究領域ナノ構造情報のフロンティア開拓-材料科学の新展開
研究課題/領域番号 16H00892
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関大阪府立大学

研究代表者

中平 敦  大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90172387)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2017年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2016年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワードナノシート / ナノ構造 / 溶液合成 / 微細構造 / 剥離 / インターカレーション / 層間 / 微細組織 / ナノ構造解析 / 剥離プロセス / 層状複水酸化物 / ナノ材料 / セラミックス / 無機工業化学
研究実績の概要

申請者は、インターカレーションプロセス時に化学的/物理的剥離プロセスを利用することで、ナノシート創製カチオン型ナノシートである層状複水酸化物(Layered Double Hydroxide:LDH)、更にアニオン型のオリビンやチタネートのナノシートの合成を試み、そのナノ構造の評価を進めた。特に、新規ナノ構造化に向けて、スタート物質となるナノシートのナノ構造情報が十分得られてない状況を解決するために、ナノシート自体の真の構造評価並びに物性評価等の基礎的な研究を進めた。具体的には、ソフトケミカル的な溶液プロセスにて、Mg-Al系のハイドロタルサイトの合成を行い、それを用いて、300℃から600℃の熱処理を行なって最適なアモルファス状のMg-Al系副酸化物を作製した。次いで、そのアモルファス状のMg-Al系副酸化物を再水和プロセス時に環境低負荷な水溶液系ソフトケミカル処理によるインターカレーションを利用することによって、化学的剥離プロセスを経ることにより、各種の置換型ハイドロタルサイトナノシートの合成に成功した。特に副酸化物を再水和プロセス時の溶液組成や濃度などを制御することで、MgサイトにZnやCo等の機能性カチオン置換型ハイドロタルサイトナノシートの合成に成功した。さらに置換型ハイドロタルサイトナノシートの層間構造やナノレベルでの微細構造とナノシート合成パラメータの層間などを明らかにした。
次いで、層状構造を有するオリビンや層状チタネートをソフトケミカル的な水熱プロセスにより合成し、それらをソフトケミカル処理によるインターカレーションを利用して、化学的剥離プロセスを経ることによってナノシート状生成物を合成し、そのナノシートのナノ構造情報を得た。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] 再構築プロセスを利用したNi置換層状複水酸化物の合成と評価2017

    • 著者名/発表者名
      飯田桃子、吉川晃平、東郷政一、中平 敦
    • 雑誌名

      粉体および粉末冶金

      巻: 64 ページ: 595-600

    • NAID

      130006224980

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Synthesis and Evaluation of Olivine Nanosheets from Layered Ammonium Iron Phosphate Monohydrate2017

    • 著者名/発表者名
      Masakazu Togo, Atsushi Nakahira
    • 雑誌名

      J. Material Sciences & Engineering

      巻: 6 号: 06 ページ: 1-4

    • DOI

      10.4172/2169-0022.1000403

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 水熱合成したオリビン材料の微構造におけるアルコール添加の影響2017

    • 著者名/発表者名
      東郷政一, 中平 敦
    • 雑誌名

      粉体および粉末冶金

      巻: 64 ページ: 423-427

    • NAID

      130006031945

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 再水和反応による層状複水酸化物の水酸化物層への金属イオンの添加と評価2017

    • 著者名/発表者名
      飯田桃子, 中平 敦
    • 学会等名
      第56回セラミックス基礎科学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 水熱法を用いた金属担持チタネート系ナノ構造体の合成と評価2017

    • 著者名/発表者名
      高田智紗子, 東郷 政一, 亀川 孝, 中平 敦
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 2018年 年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 層状腹水酸化物の再水和による水酸化物層への金属イオン添加の影響2017

    • 著者名/発表者名
      飯田桃子、東郷政一、中平 敦
    • 学会等名
      日本材料学会第三回材料WEEK
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] オリビン材料の水熱合成におけるアルコール添加の影響2017

    • 著者名/発表者名
      東郷政一,中平 敦
    • 学会等名
      粉体粉末冶金協会平成29年度春季大会(第119回講演大会)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and Evaluation of Olivine Material from Layered Amonium Iron Phosphate2017

    • 著者名/発表者名
      Masakazu.TOGO, Atsushi.NAKAHIRA
    • 学会等名
      The 6th International Symposium on Advanced Ceramics (ISAC-6)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2016-04-26   更新日: 2018-12-17  

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