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希土類酸化物のナノ粒子形態制御と、表面官能基を用いて高次配列化したメタ結晶の構築

利用表面官能团控制稀土氧化物纳米颗粒形态并构建高度有序的超晶

基本信息

批准号：
19018025
负责人：
高見誠一
金额：
$ 1.22万
依托单位：
National Institute for Materials Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

使用資源の最小化、省エネルギーの観点から、無機ナノ粒子への期待が高まっている。研究代表者は幅広い物性を示す金属酸化物のナノ粒子を表面修飾剤の共存下で水熱合成することで、粒子形態の制御、表面への官能基の配置に成功している。本研究課題では有機分子存在下で希土類酸化物ナノ粒子を合成することで、ナノ粒子の形態の制御、粒子表面への官能基の配置を行うことと、官能基間の相互作用を利用して希土類酸化物ナノ粒子が規則性良く配列した高次配列メタ結晶の実現を目指している。本年度は、以下の2項目について研究を行った。1)希土類酸化物ナノ粒子の構造制御と官能基付与原料となるセリウムイオン水溶液に表面修飾剤となる有機化合物を添加し、これを加熱することで表面修飾酸化セリウムナノ粒子の水熱合成を行うと共に、形成されたナノ粒子の構造制御を試みた。その結果、表面修飾剤の非存在下では正八面体であった酸化セリウムナノ粒子が、ジカルボン酸共存下で立方体となることを明らかにした。XRD測定の結果、両者の結晶系はいずれもフッ化カルシウム構造であった。生成物上に有機分子が存在するかをFTIR測定により確認したところ、立方体ナノ粒子表面にはカルボン酸が化学吸着していることが明らかとなった。従って、ジカルボン酸の共存下で酸化セリウムナノ粒子を合成することで、粒子の構造制御とその表面に官能基を付与できることが明らかとなった。2)粒子表面官能基による希土類酸化物ナノ粒子の高次配列上記の立方体ナノ粒子の構造をTEMにより詳細に解析すると、立方体のナノ粒子が、より小さな正八面体ナノ粒子の集合体として得られていることが明らかとなった。つまり、1次粒子として得られた正八面体ナノ粒子が、その表面に存在する官能基の相互作用により規則正しく配列し、集合体として立方体構造を得ることが明らかとなった。この結果は、ナノ粒子表面の官能基により、ナノ粒子自体が規則正しく配列複合化することを示唆しており、酸化セリウムナノ粒子に限らず様々なナノ粒子の高次配列を可能にするものと考えている。

Minimize the use of resources, save production costs, and increase expectations for inorganic particles. The researchers successfully demonstrated the hydrothermal synthesis of metal acids by particle size, surface modification agent, particle morphology control and surface functional group configuration. This research aims at the synthesis of rare earth acid particles in the presence of organic molecules, the control of particle morphology, the arrangement of functional groups on particle surfaces, the utilization of interactions between functional groups, and the realization of regular, well-aligned, high-order crystal alignment of rare earth acid particles. This year, the following 2 projects were carried out. 1)The structure of rare earth acid particles is controlled by adding functional groups to raw materials, adding organic compounds to aqueous solutions, heating, and surface modification. As a result, in the absence of surface modification agents, the particles of octahedron are oxidized, and in the presence of acid blue shift, the cubes are oxidized. XRD results show that the crystal structure of the crystal is different from that of the crystal structure. The presence of organic molecules on the product is confirmed by FTIR. The surface of the solid particles is chemically adsorbed. The structure of the particles is controlled by the functional groups assigned to the surface of the particles. 2) The functional groups on the surface of particles are rare earths. The structure of cubic particles is analyzed in detail by TEM. The interaction of functional groups on the surface of particles and aggregates results in the formation of regular octahedra. The results are as follows: functional groups on the surface of particles, regular alignment of particles themselves, recombination of particles, acidification of particles, restriction of particles, and possible higher order alignment of particles.

项目成果

期刊论文数量（5）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Hydrothermal synthesis and in situ surface modification of boehmite nanoparticles in supercritical water

DOI：
10.1016/j.supflu.2006.07.021
发表时间：
2007-04
期刊：
Journal of Supercritical Fluids
影响因子：
3.9
作者：
T. Mousavand;S. Ohara;M. Umetsu;Jing Zhang;S. Takami;T. Naka;T. Adschiri
通讯作者：
T. Mousavand;S. Ohara;M. Umetsu;Jing Zhang;S. Takami;T. Naka;T. Adschiri

Nanoparticle Technology Handbook

DOI：
10.1016/c2017-0-01011-x
发表时间：
2009
期刊：
影响因子：
0
作者：
Makio Naito;Toyokazu Yokoyama;Kouhei Hosokawa;Kiyoshi Nogi;Kenji Toda
通讯作者：
Makio Naito;Toyokazu Yokoyama;Kouhei Hosokawa;Kiyoshi Nogi;Kenji Toda

Cubic Nanoassemblies Comprising Octahedral CeO2 Nanocrystals

包含八面体CeO 2 纳米晶体的立方纳米组件

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
0
作者：
S. Asai;K. Watanabe;K. Saito;T. Sugo;浅井志保;浅井志保;浅井志保;Tahereh. Mousavand;Seiichi Takami;S.Takami et al.;Seiichi Takami
通讯作者：
Seiichi Takami

One-Step Hydrothermal Synthesis of Cubic Nano-Assemblies Comprising Surface-Modified Octahedral Cerium Oxide Nanoparticles

一步水热合成包含表面改性八面体氧化铈纳米颗粒的立方纳米组件

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
S. Asai;K. Watanabe;K. Saito;T. Sugo;浅井志保;浅井志保;浅井志保;Tahereh. Mousavand;Seiichi Takami;S.Takami et al.;Seiichi Takami;Seiichi Takami
通讯作者：
Seiichi Takami

Hydrothermal synthesis of surface-modified iron oxide nanoparticles

DOI：
10.1016/j.matlet.2007.03.024
发表时间：
2007-10-01
期刊：
MATERIALS LETTERS
影响因子：
3
作者：
Takami, Seiichi;Sato, Teruyuki;Adschiri, Tadafumi
通讯作者：
Adschiri, Tadafumi

DOI：
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DOI：
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0
作者：
Takazawa;E.;Teagle;D. A. H.;Coggon;J. A.;Matter;J. M.;Kelemen;P. B.;Michibayashi;K.;Tamura,Y.;Morishita;T.;Scientific Team: The Oman Drilling Project Phase 2 Science Party;白井敬大，中野敦，森田千尋，押川渡，米沢昇;高見誠一
通讯作者：
高見誠一

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高見誠一

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通讯作者：
他

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影响因子：
0
作者：
Yuanzheng Zhu;Seiichi Takami;Gimyeong Seong;Mehdi Dejhosseini;Muhammad Zamir Hossain;Takio Noguchi;Daisuke Hojo;Nobuaki Aoki;Tsutomu Aida;Tadafumi Adschiri;高見誠一;高見誠一;Seiichi Takami;宮川和輝・青木宣明・北條大介・高見誠一・阿尻雅文;丁孝眞・青木宣明・有田稔彦・北條大介・高見誠一・阿尻雅文
通讯作者：
丁孝眞・青木宣明・有田稔彦・北條大介・高見誠一・阿尻雅文