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マイルドプロセスによる3次元ナノ構造を有する機能性界面の創出

通过温和工艺创建具有 3D 纳米结构的功能界面

基本信息

批准号：
17760569
负责人：
上田正人
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

H17年度は、Ti合金基板に化学処理と水熱処理を施すことで、角柱状のアナターゼ型TiO_2結晶からなる膜を合成する手法を確立した。本年度は、光電極・光触媒等の幅広い応用が期待されるSrTiO_3膜をTi基板上にマイルドプロセスで合成する手法、表面形態を制御する手法ついて検討した。Ti基板(8×8×2^t[mm])を353Kに保持した9M H_2O_2/0.1M HCl水溶液中に60min浸漬させた後、0.3〜300mMのSr(OH)_2水溶液に浸漬し、オートクレーブ中にて453K-24hの水熱処理を施した。0.3mM Sr(OH)_2水溶液を用いた水熱処理では、結晶性の良好なアナターゼ型TiO_2膜が合成された。生成したTiO_2結晶は角柱状を呈し、NH_3水溶液を用いた水熱処理で得られる形態とほとんど同じであった。一方、3〜300mM Sr(OH)_2水溶液を用いた場合、結晶性の高いペロブスカイト型SrTiO_3が合成された。生成したSrTiO_3結晶は、3mMでサンゴ状(ロッド径:約50nm)、300mMで球状(直径:約350nm)、30mMではそれらの中間的な形状を呈し、表面形態はSr(OH)_2濃度に強く依存した。これらの膜にAr中で873K-3hの熱処理を施すと、球状のSrTiO_3結晶では焼結が進行し、形態は著しく変化した。一方、サンゴ状の結晶では形態が全く変化せず、熱的安定性が高いことが示唆された。300mM Sr(OH)_2水溶液に300mM、1MのNH_3水溶液を等量加えた混合溶液中で水熱処理を施すと、球状のSrTiO_3結晶が析出し、その平均サイズは添加NH_3濃度が300mMで若干粗大化し(直径:約400nm)、1Mで微細化した(直径:約200nm)。このように、マイルドプロセスにてバリエーションに富んだ3次元構造を有する酸化物膜を合成することができた。

In the year H17, Ti alloy substrates were used for chemical analysis and water treatment. The TiO_2 crystals of the corners and cylinders were tested and the synthesis methods of the films were confirmed. This year, photocatalyst and other photocatalysts are used in the preparation of SrTiO _ 3 films on Ti substrates. Ti substrate (8 × 8 × 2 ^ t [mm]) "353K" keeps 60min immersed in 9m H_2O_2/0.1M HCl aqueous solution and 0.3 ~ 300mm strontium (OH) _ 2 aqueous solution. 0.3mM Sr (OH) _ 2 aqueous solution was used to synthesize the TiO_2 membrane with good crystallization and good crystallization properties. The shape of the TiO_2 crystal is the same as that of the NH_3 solution, which is the same as that of the NH_3 solution. One side, 3~300mM Sr (OH) _ 2 aqueous solution, was synthesized by the combination and crystallization of high-temperature and high-temperature SrTiO_3. The crystal structure of SrTiO_3, the shape of 300mM (diameter: about 50nm), the spherical shape of 300mM (diameter: about 350nm), the shape of Sr (OH) _ 2 in the middle of 30mm, and the strong dependence of surface shape were generated. In the film Ar, the 873K-3h mechanism is applied, the spherical SrTiO_3 crystal is processed, and the shape is changed. On one side, the shape of the structure shows that the whole shape is stable, and the stability of the structure is high. 300mM Sr (OH) _ 2 aqueous solution (300mM), 1m NH _ 3 aqueous solution (1m NH _ 3 aqueous solution). In the mixed solution, the water mechanism is applied, the spherical SrTiO_3 crystal is precipitated, the average NH_3 is added, the 300mM is coarsening (diameter: about 400nm), and 1m is micronized (diameter: about 200nm). There are many factors in the synthesis of acidified film, such as the synthesis of acidified film, and so on.