| 研究課題/領域番号 |
07405036
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
新井 邦夫 東北大学, 工学部, 教授 (10005457)
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| 研究分担者 |
伯田 幸也 東北大学, 工学部, 助手 (30250707)
猪股 宏 東北大学, 工学部, 助教授 (10168479)
RICHARD・LEE スミス 東北大学, 工学部, 助教授 (60261583)
阿尻 雅文 東北大学, 工学部, 助教授 (60182995)
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| キーワード | 反応晶析 / 超臨界水 / 酸化物微粒子 / MD計算 / MO計算 / 溶媒和構造 |
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| 研究概要 |
金属塩の加水分解反応、粒子成長反応の速度論解析
粒子の形状すなわち結晶成長方向の制御因子について検討を行った。硝酸アルミニウム水溶液を原料にベ-マイト微粒子の合成を行ったところ粒子の形状が反応温度、原料濃度により異なっていた。これらはpH(酸濃度)の影響によるものと考察し、原料溶媒に酸(硝酸)やアルカリ(水酸化カリウム)を添加した実験を行った。反応温度は350℃(亜臨界条件)、400℃(超臨界条件)である。その結果、硝酸を加えることで350℃、400℃ともに形状が細長い粒子が生成した。一方、硝酸を加えてない場合、350℃の場合は菱形状であったのに対し、超臨界状態とすることで細長い粒子が生成した。これらの結晶の成長面の制御因子は硝酸イオンまたは硝酸であることが予想されるが、結果として、超臨界水を晶析溶媒として用いると酸を加えるのと同等の結果をもたらすことができることがわかった。
2.MD、MO計算による反応分子周囲の溶媒和構造
分子内振動を考慮した新しい水の分子モデルを作成した。本モデルとMD法での臨界点の再現性は良好で、また溶媒構造については、水素結合構造が超臨界条件においても弱いものの依然として存在すること、また常温常圧には顕著でない2分岐水素結合(bifurcated structure)の寄与が増大することが示唆された。なお、MD計算結果を基にしたMO計算では、ポテンシャル解析により反応経路の解析が可能なことを確認した。
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