磁性微粒子を包接した汚水処理用TiO_2光触媒の開発

用于处理含磁性细颗粒废水的TiO_2光催化剂的研制

• 批准号: 11875172
• 负责人: 多湖 輝興
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11875172/
• 关键词: 包接微粒子; 磁性材料; フェライト; チタニア; 光触媒; マイクロエマルション

本研究では、マイクロエマルション中で調製した磁性物質とTiO_2微粒子を複合化することにより、磁力によって回収が可能となるTiO_2触媒の開発を目的とした。本年度は、磁力特性の向上と高い光分解活性を持つアナターゼ型のTiO_2の合成、およびその固定化について検討した。TiO_2によって磁性物質を直接包接することを試みたが、TiO_2は非常に凝集しやすいため、これは困難であった。そこで、まず油中水滴型マイクロエマルション溶液中でFe、Co系フェライト(Fe_3O_4、CoFe_2O_4)磁性微粒子がシリカ(SiO_2)によって被覆された包接微粒子を合成し、この磁性包接微粒子にTiO_2を固定化することを試みた。磁性物質原料塩の供給方法を変えることにより、Fe_3O_4粒子径を約5nm〜15nmの範囲で制御することができた。さらに、Fe_3O_4微粒子の表面をCoFe_2O_4で修飾することにより、磁力特性が飛躍的に向上した。磁性包接微粒子が分散した溶液にTiO_2の原料となるアルコキシド(チタニウムテトラブトキシド、TTB)を添加し、TTBの加水分解反応を進行させた。その結果、TiO_2が磁性包接微粒子に固定化された複合微粒子を調製することができた。得られた試料を350℃→400℃→450℃と段階的に焼成することにより、結晶粒子径が約5nmのアナターゼ型のTiO_2を調製することができた。モデル反応として酢酸の光分解をとりあげ、TiO_2の光分解活性を評価したところ、反応活性はTiO_2担持量に比例した。またTiO_21gあたりの活性は市販の高活性TiO_2よりも大きいものであった。

This study aims to modulate the development of TiO_2 catalyst by the recombination of TiO_2 particles and magnetic particles. This year, the synthesis and immobilization of TiO_2 with high photolytic activity and magnetic properties were discussed. TiO_2 is hard to bind directly to. The synthesis of Fe, Co (Fe_3O_4, CoFe_2O_4) magnetic particles coated with SiO_2 and the immobilization of TiO_2 were studied. Fe_3O_4 particle diameter is about 5nm ~ 15nm. In addition, the surface of Fe_3O_4 particles is modified with CoFe_2O_4, which improves the magnetic properties. Magnetic coated particles are dispersed in TiO_2 solution. The reaction of TTB and TTB is carried out. As a result, TiO_2-coated particles were immobilized and the composite particles were modulated. The results show that TiO_2 with crystal particle diameter of about 5nm can be obtained by sintering at 350℃→ 400℃→450℃. The photolysis activity of TiO_2 was evaluated according to the proportion of TiO_2 loading. TiO_21g

项目成果

T.Tago,T.Sashida,Y.Syoji,M.Kishida and K.Wakabayashi: "A New Preparation Method for Active Carbon-Supported TiO_2 Catalyst"Proc.the 4^<th> International Conference on ECOMATERIALS. November. 33-36 (1999)

T.Tago、T.Sashida、Y.Syoji、M.Kishida 和 K.Wakabayashi：“一种活性炭负载 TiO_2 催化剂的新制备方法”，第四届国际生态材料会议论文集。

T.Tago,T.Hatsuta,R.Nagase,N.Kishida and K.Wakabayashi: "Synthesis of Silica-Coated Cobalt Ferrite Nanoparticles Using Water-in-Oil Microemulsion"Transactions Materials Research Society of Japan,in press.

T.Tago、T.Hatsuta、R.Nagase、N.Kishida 和 K.Wakabayashi：“利用油包水微乳液合成二氧化硅包覆的钴铁氧体纳米粒子”，日本材料研究会汇刊，出版中。