単分散チタニアナノ粒子のサイズ・形態制御と光触媒活性

单分散二氧化钛纳米粒子的尺寸/形态控制和光催化活性

• 批准号: 15760494
• 负责人: 小島 隆
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Chiba University (2004-2005)Tohoku University (2003)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15760494/
• 关键词: チタニア; 単分散; アナターゼ; ナノ粒子; 光触媒; サイズ制御; 形態制御; 結晶面

本年度においては、昨年度までに合成を可能としている精密にサイズ・形態が制御されたアナターゼ型の結晶構造を有する針状チタニアナノ粒子を用い、その光触媒活性と形態・吸着特性の関連に関する研究を行った。また、さらなる応用展開を目的として、調製した粒子を用いた多孔体および多孔性薄膜の作製を行った。昨年度までに、チタンの水酸化物ゲルを原料としたチタニア粒子の水熱合成時に、吸着剤および種結晶粒子を投入することにより、針状または立方体状への粒子の形態制御、粒径の制御を可能としている。また、特に(100)面を選択的に広げた針状粒子が環境浄化材料として大変有用であることを見出している。本年度においては、形状および連続的に粒径を制御したチタニア粒子をそれぞれ合成し、その比表面積、メチレンブルーの吸着特性および光分解能の結晶面依存性を詳細に検討した。結果として、ナノ粒子においても他の系と同様に光触媒活性自体の結晶面依存性は小さく、粒子の比表面積や、メチレンブルーの吸着特性により大きく依存することが見出された。また、調製した針状粒子を純水中に分散、粒子分散液のPHを変化させて吸引ろ過を行うことにより、針状チタニア粒子を骨材とした多孔体の作製も試みた。等電点から離れ、かつイオン強度が比較的低いpH9近辺の、粒子間に反発が生じやすい条件に調整した粒子分散液を用いた場合に、孔径分布が狭く、かつ割れや歪みの生じにくい多孔体を作製できた。基板上に同様の粒子分散液を滴下し、自然乾燥させることによって、多孔体膜の調製も可能であった。得られた多孔体の孔径は、用いる針状粒子の粒径を変化させることによって、数十〜数百nmの間で調整が可能であり、熱処理によって孔径を変えることなく強度を向上させることも出来た。

This year に お い て は, yesterday's annual ま で に synthetic を may と し て い る precision に サ イ ズ · form が suppression さ れ た ア ナ タ ー type ゼ の crystallization structure を す る acicular チ タ ニ ア ナ ノ particle を い, そ の photocatalytic activity と morphology · sorption characteristics の masato even に masato す る を line っ た. ま た, さ ら な る 応 with discuss を と し て, modulation し を た particles with い た porous body お よ び を line of the porous membrane の cropping っ た. Yesterday's annual ま で に, チ タ ン の water acidification ゲ ル を materials と し た チ タ ニ ア particles の hydrothermal synthesis に, smoking a tonic お よ を び kind of crystal particles into す る こ と に よ り, needle ま た は cube-like へ の の particle morphology suppression, particle size の suppression を may と し て い る. ま た, に を (100) surface of sentaku に hiroo げ た acicular particles が environmental materials at と し て big - useful で あ る こ と を shows し て い る. This year に お い て は, shape お よ び even 続 に size を suppression し た チ タ ニ ア particle を そ れ ぞ れ synthetic し, そ の specific surface area, メ チ レ ン ブ ル ー の sorption characteristics お よ び light can decompose の crystal surface dependency を detailed に beg し 検 た. Results と し て, ナ ノ particle に お い て も he の と with others に photocatalytic activity of autologous の crystal surface dependency は small さ く specific surface area, particle の や, メ チ レ ン ブ ル ー の sorption characteristics に よ り big き く dependent す る こ と が shows さ れ た. ま た, modulation し た acicular particles を に dispersed in water, particle dispersion の PH を variations change さ せ て line ever attract ろ を う こ と に よ り, needle チ タ ニ を ア particles aggregate と し た も try the porous の cropping み た. Isoelectric point か ら れ, か つ イ オ ン strength が compared low い pH9 nearly 辺 の, between particles に anti 発 が raw じ や す に い condition adjustment し た particle dispersion を with い た に, が narrow pore size distribution く, か つ cut れ や slanting み の raw じ に く い porous body を cropping で き た. The に similar particle dispersion liquid を on the substrate is dropped を, naturally dried させる とによって とによって, and the porous bulk film is <s:1> modulated <e:1> possibly であった. Have ら れ た の aperture は porous body, with い る の acicular particles size を variations change さ せ る こ と に よ っ て, dozens to hundreds of nm の で adjustment between が may で あ り, hot 処 に よ っ て aperture を - え る こ と な く strength を さ upward せ る こ と も た.

项目成果

酸化チタン分散液及びその製造方法

二氧化钛分散体及其制造方法

• 发表时间: 2005

村松淳司, 小島隆: "ナノメタルの最新技術と応用開発(第三章 高純度材料の構造と物性、3.ゲルーゾル法ナノ粒子合成)"シーエムシー出版. 300 (2003)

Junji Muramatsu、Takashi Kojima：“纳米金属的最新技术和应用开发（第三章：高纯材料的结构和物理性质，3.凝胶溶胶法纳米颗粒合成）”CMC Publishing 300（2003）。