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ナノ多孔質物体:フラクタル立体の制御と機能探索

纳米多孔物体：分形固控与功能探索

基本信息

批准号：
18710089
负责人：
眞山博幸
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18710089/
关键词：
フラクタル自己相似性多孔質物質 Menger sponge

项目摘要

これまで得られてきた研究成果から、いくつかの例を以下に列挙する。1.フラクタル立体の次元性昨年度までの研究では、異なる作製条件で得た試料に対し、断面SEM画像から断面フラクタル次元Dcs、Dcsが成り立つスケール領域、多孔質体の空隙率という3つのパラメータを評価、試料の多孔質体の立体としてのフラクタル次元Dが2.5-2.7次元であり、フラクタル立体の数学モデルであるMenger spongeに近い幾何学性を有していること間接的に議論してきた。しかしながら、Dは小角中性子散乱実験等で直接評価することができることが知られている。今年度では、小角中性子散乱、超小角中性子散乱、小角X線散乱の3つの実験を組み合わせ、数Å〜100μmという極めて広いスケール領域で次元性を評価した。得られた実験結果を詳細に解析した結果、少なくとも100nm〜lμmの領域ではこれまで推定してきた2.5〜2.7に極めて近い結果が得られた。2.細孔分布・比表面積の測定ナノ多孔質体の機能性の上で重要なパラメータである細孔容積分布と比表面積を、水銀圧入法、1HNMR、窒素ガス吸着法(BET法)という異なる3つの測定法を組み合わせて測定した。これらを組み合わせることで、1nm〜100μmという広い領域で評価することができる。その結果、次の知見が得られた。(1)細孔容積分布から、細孔のつながりが100nm〜10μmではMenger spongeで記述されること、10nm〜100μmでは2.9次元の立体であること、l-10nmでは4nmの細孔でスポンジ構造となっている。(2)比表面積は500m^2/g程度であり、通常のシリカゲル程度である。(3)比表面積は4nmの細孔に起因する。(4)理想的なフラクタル構造では比表面積は10^5m^2/gであり、試料の比表面積が理論値よりも小さいのは100nm以下の領域でMenger spongeとは異なる構造になっているためであり、理論値に近づけるためには同領域での細孔のデザインが重要である。

The following are examples of research results obtained. 1. Study on the three-dimensional properties of porous materials in different working conditions, such as sample size, SEM profile, cross-section, Dcs, Dcs, porosity of porous materials, evaluation of the three-dimensional properties of porous materials, D 2.5-2.7 dimensions of porous materials The mathematics of space and space are discussed in detail. A direct evaluation of the small angle, middle angle, scattered angle, etc. This year, small angle medium scattered, ultra-small angle medium scattered, small angle X-ray scattered and 3 kinds of combination, number ~ 100μm medium pole, medium pole, medium pole and small angle X-ray scattered. The results were analyzed in detail, and the results were estimated to be 2.5 ~ 2.7 nm in the region of 100nm ~ 1 μm. 2. Measurement of pore size distribution and specific surface area of porous materials is important for the functional properties of porous materials. Measurement of pore size distribution and specific surface area by mercury intrusion method, 1H NMR, BET method and combination of measurement methods 1nm ~ 100 μ m ~ 100μm ~ 100μm The results of the survey and the results of the survey were as follows: (1)Pore volume distribution, pore size 100nm ~ 10μm, pore size 10nm ~ 100μm, pore size 10nm ~ 100 nm, pore size 10nm. (2)The specific surface area is about 500m^2/g, and the normal surface area is about 500m^2/g. (3)The specific surface area is 4nm and the pore is the cause. (4)The ideal structure has a specific surface area of 10^5m^2/g. The specific surface area of the sample has a theoretical value of 100nm or less. The structure has a theoretical value of 100nm or less.