微細構造制御された機能性超微粒子の調製と利用に関する研究

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08455357
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 駒沢 勲 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (40029476)
• 研究分担者: 佐藤 博 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助手 (60283743) ; 平井 隆之 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助教授 (80208800)
• キーワード: 超微粒子 / 逆ミセル / W / O / Wエマルション / 光触媒反応 / 水素生成 / 表面修飾 / 複合材料 / ポリマー

研究概要

1.逆ミセル系で調製した超微粒子の表面修飾・回収・再分散 逆ミセル系で調製したCdS超微粒子にチオールを結合させて表面修飾して回収し、非ミセル溶媒中に再分散できることを示した。回収率を決定する要因などについての定量的検討を行い,チオールの表面濃度により回収率が決定されるというモデルにより実験結果をよく説明できることを示した。
2.逆ミセル系で調製した超微粒子のポリチオウレタンへの固定化による複合材料の創製 チオール修飾で回収したCdS超微粒子の存在下でチオールをモノマーとして重合を行い、ナノCdS固定化ポリチオウレタンを調製した。この複合粒子は単にチオール被覆した超微粒子に比較して光照射に対して安定であり、2-プロパノール水溶液からの水素発生に対する光触媒として使用できることを示した。ポリマーに取り込まれた超微粒子のうち、化学反応に関与できると考えられるものの割合を露出率と定義し、この値を用いて超微粒子の光触媒活性の比較が可能になることを明らかにした。このようなナノサイズ超微粒子-ポリマー複合材料は、超微粒子の持つ機能を活かした新規な光触媒や光機能材料への応用が期待される。
3.エマルション反応場を用いる微粒子材料の調製 W/O/W型エマルション(乳化液膜)系で外水相の金属イオンを抽出-逆抽出を経て内水相に輸送させ、内水相を物理的に制御された反応場としてサブミクロンサイズの微粒子を調製した。輸送された銅イオンとしゅう酸の反応によるサブミクロンしゅう酸銅微粒子の調製を行い、エマルション中の液膜相と内水相の体積比二よって粒径の制御が可能であることを明らかにした。また、輸送されたカルシウムイオンを炭酸イオンと反応させ、炭酸カルシウム微粒子を調製できることを示した。

研究成果

• [文献書誌] R.J.Davey and T.Hirai: "The Preparation of Calcium Carbonate in an Emulsified Liquid Membrane" Journal of Crystal Growth. 171. 318-320 (1997)
• [文献書誌] T.Hirai, J.Mizumoto, S.Shiojiri and I.Komasawa: "Preparation of Fe Oxide and Composite Ti-Fe Oxide Ultrafine Particles in Reverse Micellar Systems" Journal of Chemical Engineering of Japan. 30・5. 938-943 (1997)
• [文献書誌] S.Shiojiri, T.Hirai and I.Komasawa: "Quantitative Study on Thiophenol Modification and Redispersion Property of Cadmium Sulfide Ultrafine Particles Prepared in Reverse Micellar Systems" Journal of Chemical Engineering of Japan. 31・1. 142-146 (1998)
• [文献書誌] S.Shiojiri, M.Miyamoto, T.Hirai and I.Komasawa: "Thiol-Mediated Immobilization of Photocatalytic Metal Sulfide Ultrafine Particles Formed in Reverse Micellar Systems in Polythiourethane" Journal of Chemical Engineering of Japan. 31(印刷中). (1998)
• [文献書誌] 平井隆之, 長岡健壽, 岡本憲彦, 駒沢勲: "W/O/W型エマルションを反応場として利用するしゅう酸銅微粒子の調製プロセス" 化学工学シンポジウムシリーズ. 56. 70-75 (1997)