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センチメーターレベルのマイクロ多孔性単結晶薄膜の創製とナノホストとしての応用

厘米级微孔单晶薄膜的制备及其作为纳米宿主的应用

基本信息

批准号：
17656260
负责人：
大久保達也
金额：
$ 2.18万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

分子サイズの空間を有するゼオライトは触媒、吸着剤として幅広く実用化されており、その薄膜も分子認識機能を有するセンサーや分離膜としての利用に期待が集まっている。一方で、マイクロ多孔性材料は、さまざまなナノ構造を作製する上での「ホスト」・「鋳型」として利用することに期待されている。これらを達成するためには、従来の多結晶の薄膜ではなく、粒界が存在せずに、細孔が特定の報告に完全に配向した単結晶薄膜の創出が不可欠である。本研究においては、既に実用化されているセンチメーターレベルの単結晶基板を用い、ゼオライト及びその類縁物質の単結晶薄膜を合成すること並びにこれらをホストとしてナノ構造体を創出することを目指す。初年度は格子の整合する基板の利用や基板表面への構造規剤分子の固定を検討したが、いずれも目的とするゼイライト薄膜の製膜に到らなかった。そこで本年度は以下の2つの方法で検討を進めた。そこで本年度は、まずゲル中での結晶核生成前後のナノ粒子の配向付着の可能性を検討した。様々なサイズのパターンを有する基板表面で核生成をさせることで、核の配向付着の可能性を探ったが、必ずしもパターンの構造が薄膜の構造を支配するには到らなかった。そこで、基板そのものをゼオライトに転換する方法を開発し、パターン化した基板をゼオライトに転換することで、核の配向を制御することを考えた。シリコンウェファーを素材とし、その表面にテトラプロピルアンモニウム水酸化物(TPAOH)をコーティング、乾燥後、水蒸気下で処理することで、シリコンをSi-ZSM-5に転換することに成功した。パターン化処理を施していないSiに対しては、面外にb軸配向した薄膜を合成することに成功した。現在パターン化し表面での検討を行っている段階である。同法で配向核を形成し、それをエピタキシャル成長させることで目的とする構造を形成できるものと考えている。

The space between molecules and separation membranes is a catalyst, a sorbent, a membrane, a molecular recognition function, a separation membrane, and an expectation of concentration. On the one hand, we are looking forward to the "stone" and "shape" and utilization of MAIKRO porous materials based on the structure of MAIKRO. For example, if a crystal film is formed, the crystal film may be formed in a certain direction. In this study, the synthesis of crystalline thin films on single crystalline substrates, single crystalline thin films and single crystalline thin films on single crystalline substrates and single crystalline thin films on single crystalline thin films were studied. In the early years, the substrate was integrated into the substrate by using the structure of the substrate. This year, we will discuss the following 2 methods: This year, the possibility of particle alignment before and after crystal nucleation was discussed. The structure of the film is dominated by the possibility of nuclear formation on the surface of the substrate The method of substrate alignment is discussed. After drying, treating under steam, Si-ZSM-5 was successfully transformed into TPAOH. In addition, the film was successfully synthesized by chemical treatment. Now the surface of the film is covered with a layer of paper. The same way, the alignment nucleus is formed, and the structure is formed.