空間選択性・配向性・長さが精密に制御された１次元ナノ材料の作製および応用展開

本年度は、酸化物、金属水酸化物の表面修飾に関する研究を行った。酸化物/金属水酸化物ナノ粒子の表面化学特性の制御は、触媒を主とした応用展開においては重要な研究テーマである。従来の水溶液プロセスでは得られる酸化物/金属水酸化物の表面は水酸基の状態である。そこで、無水ゾル-ゲル反応を用い酸化物の合成ならびに表面修飾を行うことで、表面特性の制御を試みた。まず無水ゾル-ゲル反応で酸化物ナノ粒子を作製し、その後、条件を制御した状態で機能化分子と反応させる事で、表面機能分子の数、金属原子との結合状態の制御を行った。具体的には、酸化物表面を最適な量の水(enriched H217O)と反応させることで、表面水酸基(17OH)の数の制御および金属原子と17OHとの結合状態(isolated状態、Vicinal、Geminal状態等)の変化を調査した。解析には固体NMRを用いた。詳細な解析については現在も進行中である。また、昨年度合成に成功した、チタン酸ナノチューブの絡み合いにより形成されたメソ/マクロ孔を有するモノリス体を比較的低温(400℃以下)で熱処理することで、メソ/マクロ孔を有するブロンズ型酸化チタンのバルク体の合成に成功した。ブロンズ型酸化チタンはリチウムイオン電池の電極として有望であり、メソ/マクロ孔の存在により優れた電池特性を示す事が予想され、現在評価中である。また、研究課題である『空間選択性・配向性・長さが精密に制御された1次元ナノ材料の作製および応用展開』に関する研究の成果を、The XVIII International Sol-Gel conferenceにてポスター発表を行い、優れた研究成果と認められたため、『Excellent Poster Award』受賞、また、日本ゾルゲル学会第13回討論会においても発表を行い、その成果が認められたため『ベストポスター賞』受賞に至った。

本年度は、酸化物、金属水酸化物の表面修飾に関する研究を行った。酸化物/金属水酸化物ナノ粒子の表面化学特性の制御は、触媒を主とした応用展開においては重要な研究テーマである。従来の水溶液プロセスでは得られる酸化物/金属水酸化物の表面は水酸基の状態である。そこで、無水ゾル-ゲル反応を用い酸化物の合成ならびに表面修飾を行うことで、表面特性の制御を試みた。まず無水ゾル-ゲル反応で酸化物ナノ粒子を作製し、その後、条件を制御した状態で機能化分子と反応させる事で、表面機能分子の数、金属原子との結合状態の制御を行った。具体的には、酸化物表面を最適な量の水(enriched H217O)と反応させることで、表面水酸基(17OH)の数の制御および金属原子と17OHとの結合状態(isolated状態、Vicinal、Geminal状態等)の変化を調査した。解析には固体NMRを用いた。詳細な解析については現在も進行中である。また、昨年度合成に成功した、チタン酸ナノチューブの絡み合いにより形成されたメソ/マクロ孔を有するモノリス体を比較的低温(400℃以下)で熱処理することで、メソ/マクロ孔を有するブロンズ型酸化チタンのバルク体の合成に成功した。ブロンズ型酸化チタンはリチウムイオン電池の電極として有望であり、メソ/マクロ孔の存在により優れた電池特性を示す事が予想され、現在評価中である。また、研究課題である『空間選択性・配向性・長さが精密に制御された1次元ナノ材料の作製および応用展開』に関する研究の成果を、The XVIII International Sol-Gel conferenceにてポスター発表を行い、優れた研究成果と認められたため、『Excellent Poster Award』受賞、また、日本ゾルゲル学会第13回討論会においても発表を行い、その成果が認められたため『ベストポスター賞』受賞に至った。