金属アルコキシド重合における単分散超微粒子の製造法に関する研究

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金属アルコキシド重合は単分散性の良い無機微粒子の製造法として注目されている。特に、粒径が1μm以下の粒子は、ファインセラミックス原料や電磁気材料、感光材料や触媒材料として応用用途を目指し、その研究開発が精力的に行われている。しかしながら、粒径分布の狭い粒子を製造するための反応条件の選定は試行錯誤的な方法に頼らざるを得ない状況にあり、この制御法を確立することは極めて重要な工業的課題である。そこで本申請者らはこのような問題を解決するために、反応条件を種々に変えた場合の粒径分布および生成粒子の多分散性の指標となる変動係数の経時変化の測定を行うことにより、粒子生成過程の考察を行った。その結果、反応初期では微小粒子が凝集して大きな粒子が生成し、その大粒子が粒径分布を維持したまま微小粒子を吸収しながら成長する2つの過程を経ることがわかった。これらの実験結果から、粒子生成過程と粒子成長過程の2つを同時に考慮したモデルを導出し、粒径分布および変動係数の経時変化についての計算を試みた。その結果、モノマー濃度に対する平均粒径や変動係数の経時変化について本実験結果と同様な傾向を示すことができた。また、反応初期段階で析出する粒子の大きさを変えて計算を行ったところ、反応終了時の平均粒径や変動係数は析出粒子の大きさにそれほど依存せずほぼ同様な結果が得られた。したがって、析出粒子の大きさをそれほど考慮しなくても最終粒径の粒径分布は予測できることが分かった。