2017 Fiscal Year Annual Research Report
Electrochemical formation of periodic nanostructures on oxide nanotubes based on self-organization and their applications to energy devices
| Project/Area Number |
15H04160
|
|---|
| Research Institution | Osaka University |
|---|
Principal Investigator |
土谷 博昭 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (50432513)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤本 愼司 大阪大学, 工学研究科, 教授 (70199371)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | 陽極酸化 / ナノチューブ / フッ化物 / チタン合金 / 貴金属 / ナノ粒子 / 結晶化 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、スパッタリング条件を工夫して、フッ化物含有溶液中での陽極酸化による酸化物ナノチューブ形成を阻害する固溶酸素を低減しつつ幅広い組成範囲で白金を添加したチタン合金を作製し、その陽極酸化挙動と形成した酸化物層の形態評価を行うとともに、熱処理による結晶化挙動を中心に調査した。白金添加量を1at.%～6at.%の範囲で変化させたチタン合金をXRD測定した結果、得られたピークはαチタンに帰属した。それら合金に対して、フッ化アンモニウムと水を添加したエチレングリコール中で電圧を60Vにして陽極酸化を実施した。陽極酸化中の電流は白金量に依存し、白金量が高いほど大きな陽極酸化電流が発生した。陽極酸化後に、形成した酸化被膜をFE-SEMにより観察した。白金量が多い場合、形成した酸化物層は指向性のない細孔からなるポーラス構造であったが、白金量が低くなると、指向性がより高く、典型的なチタニアナノチューブの構造に近づいた。しかしながら、今回検討したチタン合金で最も添加量が低かった約1at.%Pt添加合金でもナノチューブ形態が乱れた構造の酸化物が形成した。白金を添加したチタン合金上に形成するナノチューブ構造が乱れる結果は、研究代表者らがこれまでに得たアーク溶解により作製したチタン合金の成果と一致した。これは添加した白金が多いため、今回用いた溶液では酸素発生が過剰に生じた結果、ナノチューブの構造が乱れ、さらに白金ナノ粒子の周期的担持は出来なかったと考察した。一方、熱処理によるチタニアナノチューブの結晶化については、熱の伝え方に着目して検討を行った。その結果、形成したチタニアナノチューブをホットプレート上で熱処理を施し、チタニアナノチューブに直接、熱を伝えることにより結晶化が促進されうることが分かった。また、その際に、陽極酸化中に形成したフッ化物を取り除くことが肝要であることも分かった。
|
| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
|
Research Products
(3 results)
