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酵素を利用した有機/無機メソ複合体の合成と機能性多孔質材料への応用

酶法合成有机/无机介观复合物及其在功能性多孔材料中的应用

基本信息

批准号：
13750778
负责人：
矢田光徳
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Saga University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

尿素分解酵素ウレアーゼを用いた尿素の加水分解を利用した均一沈殿法により、硫酸アルミニウム、デキストラン硫酸ナトリウム、水、尿素、ウレアーゼを原料として、水酸化アルミニウム/デキストラン硫酸イオン複合体粒子が生成した。この複合体を熱処理すると、粒子内に数nmから数十nm程度の泡状ナノ構造が生成した。有機分子は600℃以上で完全に脱離してアモルファスアルミナ粒子が生成し、900℃におけるγ-アルミナまでは泡状ナノ構造は保持されたが、1100℃でのα-アルミナ化とともにナノ構造は完全に消失した。またTEM観察及び比表面積測定の結果から、泡状ナノ構造は粒子外部とは通じておらず、多量の内部空隙を有する低密度なアルミナ粒子が生成していると考えられる。近年、ナノ構造セラミックスが低誘電率材料として注目されており、本研究で得られたアルミナも同様な特性を示す可能性がある。また、高断熱性や高遮音性を示すと考えられる。複合体粒子の粒径は比較的揃っており、デキストラン硫酸ナトリウムの分子量により制御が可能で(分子量2500:0.1μm,分子量5000:0.2μm,分子量500000:0.7μm)、いずれも同様な熱処理によって泡状構造アルミナへの変換が可能であった。複合体粒子は熱により簡単に構造が変化するため、比表面積等特性の特性を測定できていないが、高い吸湿性を示すことを確認しており、吸着剤への応用が可能な比較的比表面積の高い粒子であることが推察される。一方、尿素の加熱加水分解により同様な合成を行ったところ、粒子中への有機分子の複合化量も少なく、粒径も大きくばらついており、酵素法による複合体の合成が優れていることが明確になった。

Urea decomposition enzyme is used in the hydrolysis of urea. The uniform precipitation method is used to generate sulfuric acid, water, urea, urea, and sulfuric acid complex particles. After heat treatment, bubble structures of several nm to tens of nm in particles are formed. Organic molecules are completely dissociated at temperatures above 600 ° C. Particles are formed at temperatures above 900 ° C. Bubble structures are maintained at temperatures above 1100 ° C. α-molecules are completely dissociated at temperatures above 1100 ° C. TEM observation and specific surface area measurement results show that the bubble structure of the particles has a low density and a large amount of internal voids In recent years, the structure of low permittivity materials has attracted much attention. In this study, we have found that it is possible to show the same characteristics. High thermal conductivity and high acoustic conductivity The particle size of the complex particles can be controlled by molecular weight (MW 2500:0.1μm, MW 5000: 0.2μm, MW 500000:0.7μm), heat treatment and bubble structure. Determination of characteristics of composite particles, such as heat transfer, simple structure, specific surface area, etc., confirmation of high hygroscopicity, adsorption, and use of high specific surface area particles, which can be compared. The synthesis of organic molecules in particles is very small, the particle size is very large, and the synthesis of complexes by enzyme method is very good.