| 研究概要 |
本研究では,シリカアモルファスネットワークの細孔径制御技術として,構造化アルコキシドの利用を提案している。構造化アルコキシドは有機官能基がSi原子に直接結合したSi-C結合を有し,加水分解後も残存しゲル化する。本研究では,アルコキシドのSi原子数1個および2個以上の構造化アルコキシドを用いて,テンプレート法およびスペーサー法によりシリカネットワーク制御技術の確立を目的とする。以下を本研究の研究実績とする。
(1)ゾルの調製:市販されている構造化アルコキシドとして,Si=1ではTEOSの1個のエトキシドをアルキル基で置換した各種のアルキルシランR-Si≡(OEt)_3(R=(CH_2)_n:アルキル基としてn=1,2のMetyl (triethxysilane)およびフェニル基置換のPhenyltriethoxysilaneを用いた。さらに,Si=2としては(EtO)_3≡Si-R-Si≡(OEt)_3(アルキレンR=(CH_2)_nとしてn=1,2,のBis (triethoxysilyl) methane, Bis (triethoxysilyl) ethane,さらにジシロキサン化合物として,1,1,3,3-tetraethoxy-1,3-diethoxy disiloxane (TEDMDS)を用いた。
(2)製膜:αアルミナ基材(3および10φ)への製膜を行なった。焼成雰囲気は空気および窒素雰囲気とした。各種の単成分気体透過実験を行なった結果,Siが1個の珪酸エチルTEOSでは約3Aの平均細孔径を有するのに対して,各種構造化アルコキシドを用いることで細孔径を4-7A程度に制御可能なことを明らかとした。TEDMSはtemplate法およびspacer法で,細孔径が制御できることを明らかとした。
(3)Normalized Knudsen-based Permeanceの提案:1nm以下の細孔透過モデル式として,透過ガス分子径を考慮した修正Gas-Translation modelを提案した。さらに修正Gas-Translation modelを元に,1nm以下の細孔の決定法としてNormalized Knudsen-based Permeance法(NKP)を提案するとともに,ゼオライト膜を用いて理論の健全性明らかとした。
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