ミクロ,メソ多孔体複合機能場のナノ空間制御(電子顕微鏡を用いた3次元構造の研究)

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13031002
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 寺崎 治 東北大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (30004401)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大砂 哲 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (60271962)
• Keywords: ナノ空間 / ミクロ多孔体 / メソ多孔体 / 結晶構造 / 電子顕微鏡像

Research Abstract

今回の研究は、合成時間の増加に伴って二次元hexagonal相からcubic相へ「構造転移」するシリカメソ多孔体SBA-1について、その転移の様子を多数の合成時間で「凍結」した試料を通じて明らかにすることである。試料の合成は、界面活性剤にCTEABr、シリカ源にTEOSを用い、「構造転移」がゆっくり進行するようにHClを加え、反応時間を変えて取り出し実験試料とした。
粉末X線回折パターンから、合成時間の短い試料は平面群,p6mm,長い試料は空間群Pm3nであることが予測される。TEM像の観察から、その結論を確認し、さらに二次元hexagonal相の(10)面とcubic相の(211)面が、面間隔・方位ともに一致させながら構造相転移していることが判った。この実験結果は、二次元hexagonal相の等価なチャンネルが、(1)約65Å周期で配列した内径約40ÅのケージA,(2)約90Å周期の3回右螺旋状に配列した内径約33ÅのケージB,(3)約90Å周期の3回左螺旋状に配列した内径約33ÅのケージCの三種類のチャンネルに分かれて、最終的に細孔がA_3B型に配列したPm3nの構造を形成すると考えるとよく説明できる。

Research Products

• [Publications] S.Inagaki: "An ordered mesoporous organic-silica hybrid material with a crystal-like wall structure"Nature. Match21. (2002)
• [Publications] M.Kaneda: "Structural Study of Mesopovous MCM-48 and Carbon Networks Syntherized in the Spaces of MCM-48 by Electron Crystallography"J. Phys. Chem.. B106. 1256-1266 (2002)
• [Publications] S.H.Joo: "Ordered Carbon Nanopipes with Tunable Diameter Exhibiting Extraordinary High Dispersion of Pt Nanoparticles"Nature. 412. 169-172 (2001)
• [Publications] Z.Liu: "The First Zeolite with Three-Dimensional Intersecting Straight-Channel System of 12-Membered Rings"J. Am. Chem. Soc.. 123. 5370-5371 (2001)
• [Publications] Z.Liu: "HREM Study of Channel Structure of Silica Mesoporous SBA-15 and Structure of Pt-wires Produced in the Channels"Chem Phys Chem.. 229-231 (2001)
• [Publications] J.M.Thomas: "Structural Elucidation of Microporous and Mesoporous Catalysts and Molecular Sieve"Acc. Chem. Res.. 34. 583-594 (2001)