超臨界CO2を用いたナノコンポジット化プロセスにおける化工物性と機能性の解明

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16K06822
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 化工物性・移動操作・単位操作
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 田村 和弘 金沢大学, 機械工学系, 教授 (20143878)
• 研究分担者: 多田 薫 金沢大学, 機械工学系, 助教 (20190811)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 超臨界二酸化炭素 / 金属酸化物ナノ粒子 / ナノ粒子表面修飾

研究成果の概要

超臨界二酸化炭素のもつ安全性、拡散性、溶解性と機能性有機物質への溶解性等を利用し、超臨界二酸化炭素を用いて、有機機能性物質と無機酸化物からなるコンポジットナノ粒子を創製した。ナノ粒子表面の官能基の結合状態を、赤外吸収スペクトルを基に、粒子表面でエステル結合していることを明らかにした。また、生成ナノ粒子の表面修飾量を熱重量分析から求め、その反応温度・圧力依存性を明らかにした。さらに、生成ナノ粒子の機能性を粒子径・分散度、表面電位から明らかにし、超臨界臨界二酸化炭素下でのコンポジットナノ粒子創製プロセス開発における生成ナノ粒子のもつ機能性と化工物性との関係を明らかにした。

自由記述の分野

化学工学熱力学

研究成果の学術的意義や社会的意義

超臨界二酸化炭素のもつ安全性、拡散性、溶解性と機能性物質の過疎化効果等を利用し、機能性有機物質を無機酸化物ナノ粒子に化学修飾させた生態適合性ナノコンポジットの前駆体の創製プロセス開発・設計において必要不可欠な化工物性と生成ナノ粒子の機能性との関係を究明を目的とする。
超臨界臨界二酸化炭素下での機能性有機酸とナノ粒子表面での反応機構および生成したナノコンポジットのバルク特性まで明らかにした。また、超臨界二酸化炭素を用いた機能性有機化合物―無機酸化物からなるハイブリット材料の創製プロセス開発に求められる、ハイブリット材料の機能性とその物性制御するための、指針を示すことができた。