| 研究課題/領域番号 |
03650760
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| 研究種目 |
一般研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
化学工学
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
吉田 邦夫 東京大学, 工学部, 教授 (70010808)
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| 研究分担者 |
相原 雅彦 東京大学, 工学部, 助手 (00221705)
堤 敦司 東京大学, 工学部, 講師 (00188591)
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| 研究期間 (年度) |
1991 – 1992
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| キーワード | アルコキシド / 三相反応器 / 超微粒子 / 二酸化チタン |
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| 研究概要 |
機能的微粒子の製造法であるアルコキシド法に関して、懸濁気泡塔を用いて下部から水蒸気を気泡として導入し、アルコキシド加水分解反応により微粒子を生成させる三相アルコキシド法を提案し、連続化、スケールアップの設計が容易で、水蒸気の供給条件を調節により粒径および粒子形状を制御することのできる新しいプロセスの開発を目的として研究を行った。まず、基礎研究として三相反応器の固体粒子の軸方向濃度分布に関して新しい理論モデルを提出し、その機構を説明した。次に三相反応器中でアルコキシド加水分解反応により微粒子を生成させる実験を行い、各種因子の影響を調べるとともに、三相アルコキシド法における微粒子の生成機構を解明し、粒径および粒子形状の制御法を明らかにした。以下に得られた知見を示す。
1.粒子の混合拡散はウェークによる粒子のエントレインメントが主な役割を果たしており、ウェーク中の粒子濃度によって三相反応器内の固体粒子濃度分布が大きく影響される。
2.三相アルコキシド法で水蒸気供給速度を速くすることで、反応初期における加水分解反応の進行を促進でき、収率を上げることができる。
3.種粒子に水蒸気を追加供給すると、新たな核発生を起こさず、粒度分布を広げることなく粒子成長促進することができる。
4.水の追加供給は溶液内で未反応であった反応成分を新たに析出させ生成物の収率を上げることができる。特に水蒸気での追加供給の場合、一時的に加水分解反応が進行し、引き続き縮合反応が起こることを確認した。また、その縮合反応時に成長速度が促進されることがわかった。
三相アルコキシド法は水蒸気追加供給を利用することでいろんな基盤への成長条件を制御できる可能性を有しており、今後、特にコーティングプロセスとして期待できると考えられる。
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