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瞬時核発生と凝集抑制を可能とした流通反応器によるシングルナノチタニア粒子連続合成

使用流动反应器连续合成单纳米二氧化钛颗粒，可实现瞬时成核和聚集抑制

基本信息

批准号：
14750611
负责人：
久保正樹
金额：
$ 2.5万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

ナノサィズのチタニア(酸化チタン)微粒子の塗布で作製される薄膜は、抗菌、脱臭、防汚、有害有機物の分解などを行うための光触媒、ルテニウム有機錯体を用いた湿式太陽電池の材料としての利用が期待されている。チタニアに一定強度以上のエネルギーを供与すると電子と正孔がチタニア内部に生成する。従って、チタニア微粒子の比表面積を大きくすることは、利用される正孔および電子の量を増加させることとなり、光触媒や湿式太陽電池の機能向上につながる。比表面積を増大させるためには、原料となるチタニアの粒径を減少させることに加えて、チタニアの単分散性を向上することが有効である。本研究では、エタノール中でのチタンエトキシドの加水分解を利用するチタニア粒子の合成に関して、流通管型反応器で単分散ナノサイズ微粒子を連続的に合成するプロセスの構築を試みた。まず、回分反応において、チタンエトキシド濃度を低く、水濃度を適切な濃度で、高分子分散剤であるヒドロキシプロピルセルロース濃度を高くすることで、粒径37nm、幾何標準偏差1.2の単分散微粒子を獲得した。また、凝集抑制分散剤である高分子の粒子表面への吸着による立体反発を考慮することで、以前に発表した微細核発生と粒子の凝集成長のポピュレーションバランスモデルの修正を行った。そして、高分子分散剤および水濃度を高いほど平均粒径の小さい粒子が生成すること、ならびに高分子分散剤濃度が高いほど幾何標準偏差が低い(単分散性が高い)ことを概ね表現することができた。上記の知見を基に、流通管型反応器を用いて、回分反応と同様の粒径、幾何標準偏差の粒子の連続的な合成を達成した。

The coating of fine particles is expected to be used as a material for wet solar cells. The electron and the positive hole are generated in the inner part of the hole. The specific surface area of the photocatalyst particles increases, and the utilization of positive pores and electrons increases. Photocatalyst and wet solar cells function upward. Increase in specific surface area, decrease in particle size, increase in dispersion, increase in particle size In this study, we tried to construct a system for the synthesis of micro-particles by using a flow-through tubular reactor. The dispersion of fine particles with a particle size of 37nm and a geometric standard deviation of 1.2 was obtained. In addition, aggregation inhibition and dispersion of polymer particles on the surface of adsorption, stereo reaction, the development of fine nuclear formation and particle aggregation growth, the correction of particle size. In addition, the high concentration of polymer dispersants and water can produce small particles with average particle size, and the high concentration of polymer dispersants can reduce the geometric standard deviation (high unit dispersibility). Note that based on knowledge, flow-through tubular reflectors are used to achieve the synthesis of particles with the same particle size and geometric standard deviation.