2002 Fiscal Year Annual Research Report
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14550667
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| Research Institution | Shimane University |
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Principal Investigator |
陶山 容子 島根大学, 総合理工学部, 教授 (70091361)
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| Keywords | チタニア / ナノ粒子 / 光触媒活性 / 繊維 / ゾルーゲル / アナターゼ / 窒素酸化物 / メソポア |
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| Research Abstract |
本研究では、簡便・低コストな新規プロセスを用いて、ナノ粒子から成るチタニア繊維の合成を行い、TiO_2粒子の粒径、結晶性、結晶型および繊維中のメソポア構造を制御することにより高い光触媒活性をもつチタニア繊維を創製することを目的としている。本年度は、粒径76〜300nmの単分散TiO_2粒子を調製し、それらナノ粒子から成る幅数十〜数百μmのチタニア繊維の作製条件と、生成繊維のメソポアを含む微細構造や比表面積、結晶型の制御法について検討した。得られた成果を以下に述べる。
1)チタニウムアルコキシド(Ti(OR)_4,(R=i-Pr,n-Bu))のエタノール溶液の加水分解反応において、反応条件を制御することにより、粒径76〜300nmの各種粒径をもつ単分散TiO_2ナノ粒子を合成した。アルコキシル基の種類や反応溶液濃度、反応温度、触媒の種類と量などが粒径とその分布に及ぼす影響を系統的に明らかにした。チタニウムブトキシドは単分散TiO_2ナノ粒子の合成原料として有用であることを見いだした。
2)上記の単分散TiO_2粒子縣濁液から78〜100℃の温度で長さ1〜10cm、幅50〜250μm、厚さ10〜100μmの各種チタニア繊維を作製できた。TiO_2の粒径、懸濁液の濃度、温度などの条件が繊維の幅と厚さに及ぼす影響を明らかにした。繊維はTiO_2粒子が最密に充填した微細構造をもつことが分かった。
3)調製したチタニア繊維を100℃〜1000℃で熱処理し、熱処理条件が繊維の結晶性や結晶型あるいはポアのサイズとその分布、そして比表面積に及ぼす影響を系統的に調べた。チタニア繊維は初め非晶質であるが、400℃でアナターゼ型に結晶化する。そしてこの繊維は、0.57nmのマイクロ孔および30nmの均一なメソ孔をもち、180m^2/gの大きな比表面積を有することが分かった。また、800℃の高温でもルチル型に転移することなくアナターゼ型を保持することが明らかとなった。
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Research Products
(3 results)
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[Publications] Y.Suyama: "Morphology of Fibrous TiO_2 Prepared from Monodispersed TiO_2 Particles"Proc. of The Intern. 19^<th> Japan-Korea Seminar on Ceramics. 19. 323-327 (2002)
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[Publications] K.Shida, Y.Suyama: "Preparation of Fibrous ZrO_2 from A Monodispersed Suspension"Proc. of The 19^<th> Intern. Japan-Korea Seminar on Ceramics. 19. 337-340 (2002)
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[Publications] Y.Suyama, A.Shimizu, A.Kagawa, H.Nakamura: "Formation of Fibrous TiO_2 from A Monodispersed Suspension"Advances in Science and Technology, CIMTEC 2002 -10^<th> Intern. Ceram. Congress-Part A. 30. 683-690 (2003)
