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本研究では、厚さ1nm、幅約50nmの高アスペクト比を有する板状ケイ酸アルミニウム(ナノシート)をシリカマトリックスに均一分散させたナノハイブリッド膜を製造し、製造条件と膜の微構造との関係を明らかにした。
酸触媒反応系(1)SM-TEOS-H_2O系溶液では、SM添加量の増大と共に粘度の上昇速度が低下し、0.5wt%以上のSMを添加すると粘度上昇が全く認められなかった。ただし、この場合でも数時間後にはゾルの形成が認められた。(2)生成ゾル粒子はSM添加量の増加と共に数nm(0wt%)から数十nm(0.5wt%)に大きくなり、粒子径分布も狭くなった。(3)コーティング回数を変えることによりSM(0〜0.5wt%)/シリカ複合膜の厚さを0.5μmから3μmまで制御できた。(4)膜性状はSM添加量により変化し、0wt%SMのシリカ単独膜では大きな亀裂が多く見られ、膜形態を呈していなかったが、SM(0.5wt%)/シリカ複合膜では亀裂は全く認められなかった。
塩基性触媒反応系(1)SM添加によりゾル状態は変化せず、そのため膜厚にもSM添加効果が認められなかった。(2)シリカ複合膜には乾燥収縮によると考えられる数μmのクラックが認められ、このクラック生成はSM添加により低減できたが、完全には抑制できなかった。(3)シリカ複合膜のX線回折では非晶質シリカ特有のブロードなピークのみ認められ、SMによる回折線は認められなかった。
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