ナノスケール超空間でのアーキテクトニクス分子センシングシートの創成

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酸化亜鉛 (ZnO)の光触媒活性を高めるため、粒子形態制御法の一つとして分子添加剤を用いたキャッピングによる手法を用いて<0001>軸（c軸）方向への結晶成長の抑制と{1-100}面（m面）への生長を促進し、巨大比表面積を有するとともに光触媒活性に有効な極性面{0001}面を露出した材料を得るナノシートの合成に取り組んでいる。初年度はポリエチレンイミンを用い、さらにZnOの{0001}面露出面積を増大させるためのキャッピング剤としてクエン酸を添加した水熱合成法による広大なナノシート化を試みた。Zn濃度とクエン酸添加量を変調した合成では、 長さと直径が数μm程度のマイクロロッド、直径方向に約2倍程度広がったマイクロプレート、粒径が約2 μmのマイクロプレート集合体、 膜厚20 nm程度のナノシート集合体（多孔質粒子）の4種の形態が特定の濃度条件下で確認され、得られた合成粒子はXRD測定結果から全てZnO物質であることを特定した。本年度に得られた形態の違いについて考察したところ、ポリエチレンイミンによる立体障害とクエン酸の添加による特定方向への成長阻害が成長に影響したことを明らかにした。光触媒性能を調査したところ、いずれの試料においても活性効果がみられたが、特に多孔質体であるナノシート集合体においては、巨大比表面積効果と極性面を多く露出していることに起因して、他の形態に比べ光分解反応が顕著となっていた。