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超臨界セグメント空間を利用した有機修飾磁性ナノ粒子の連続・精密合成プロセス

利用超临界段空间连续精确合成有机修饰磁性纳米粒子的过程

基本信息

批准号：
21K14454
负责人：
織田耕彦
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

有機修飾磁性ナノ粒子の二次元超格子に基づいた，超高密度磁気記録デバイスの産業実用化に向けては，均一粒径・高修飾率の有機修飾ナノ粒子を連続・大量合成するプロセスの確立が必要となる．本研究課題は，「二段反応場を利用した粒子の形成場と成長場の分割」と「超臨界CO2相と水相が混在するセグメント空間」の融合を念頭に置いた「均一粒径を有する有機修飾ナノ粒子の合成プロセスの構築・設計」という目的を設定し，これまで検討を進めてきた．1点目として，有機修飾ナノ粒子の水熱バッチ合成を遂行してきた．Fe(OH)2ゾルを前駆体に用いることで，磁気を有するFe3O4ナノ粒子の合成に成功すると共に，直鎖のカルボン酸の炭素鎖長を変化させることで，表面疎水性を制御できることを明らかにした．本成果は現在，学術誌において査読中である．また，2点目として，超臨界CO2を利用した有機修飾ナノ粒子のバッチ合成を遂行してきた．超臨界CO2への溶解性に優れるデカン酸を添加することで，酸化物系では初めて超臨界CO2中での有機修飾ナノ粒子の合成に成功した．また，反応場の加水分解に着目した合成検討を行うことで，有機修飾ナノ粒子の形成メカニズムを明らかにした．これらの成果は，学術誌RSC advanceと学術誌Colloids and Surfaces Aに掲載されている．更に，3点目として，水－超臨界CO2系における有機修飾ナノ粒子のバッチ抽出検討を遂行してきた．高圧可視化セルを利用することで，水-超臨界CO2の界面に有機修飾ナノ粒子が集積しやすいことを明らかにすると共に， CO2出口でトラップしたナノ粒子を分析することで，数十％のナノ粒子を抽出可能であることを明らかにした．

In order to realize the industrial application of ultra-high density magnetic recording devices, it is necessary to establish the structure of organic modified magnetic particles with uniform particle size and high modification ratio. This research topic includes the following topics: "Formation field of particles and separation of growth field using two-stage inverse magnetic field","Supercritical CO2 phase and aqueous phase mixing in the space of particles","Synthesis and design of particles with uniform particle size and organic modification","Objective setting, and further discussion". Hydrothermal synthesis of organic modified particles is carried out.Fe(OH)2 is used as precursor. Magnetic properties exist in Fe3O4 particles. The synthesis of organic modified particles is successfully carried out. The length of organic modified particles is changed. The surface water content is controlled. This achievement is now in the academic journal. 2. Supercritical CO2 is used for organic modification of particles. The solubility of supercritical CO2 was improved by the addition of acid, and the synthesis of organic modified particles in supercritical CO2 was successfully carried out. The synthesis of organic modified particles is discussed in detail. RSC advance Colloids and Surfaces A In addition, the water-supercritical CO2 system was developed at 3 o'clock. High pressure visualization of organic particles at the interface of water-supercritical CO2 and CO2 emission analysis of tens of percent of organic particles.