ナノ空間材料への光機能ユニットの固定によるハイブリッド材料の合成

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機能粉体の表面にナノポーラスシリカの被覆を施すことで耐酸性、分散性などの改善の可能性と、表面の機能化が期待でき、また場合によっては粉体を取り除いて中空ナノポーラスシリカ粒子を得ることにもつながることを期待した。また層状複水酸化物(ハイドロタルサイト)の六角板状結晶を形態の鋳型として用い、メソポーラスシリカの六角板状粒子を合成した。この方法を応用して、他の粒子表面へのメソポーラスシリカの析出を試みた。具体的には酸化チタン、酸化亜鉛などを核としてメソポーラスシリカと複合化したハイブリッド粒子を合成し、その構造/機能を評価した。酸化亜鉛粉体を被覆したときの変化をSEMで観察した結果を図1に示す。酸化亜鉛(図1a)表面にナノポーラスシリカが析出した様子が見られ、これはIR、熱分析などでも確認できた。ナノポーラスシリカ部分の比表面積は数百平方メートル毎グラムであった。このようにして調製したナノポーラスシリカ被覆酸化亜鉛を酸処理することでナノポーラスシリカの中空粒子を得ることもできた。(細孔サイズは約2nm、ヘキサデシルトリメチルアンモニウム塩化物を鋳型として使用)図2に得られた中空粒子のTEM像を示す。酸化亜鉛は多様な形態のものが合成できるのに加えて、酸で容易に分解できるのでナノポーラスシリカの形態鋳型としても有用である。酸化チタン粒子についてもナノポーラスシリカで被覆することに成功した。合成条件を工夫することで被覆の厚さをある程度制御することも可能である。現在のところ厚さ数十nm程度の被覆を形成させることができ、比表面積はこの場合も数百ナノメートル毎グラムであった。