Precision Synthesis of Microcrystalline Particles with a Hierarchical Hollow Structure

多级中空结构微晶颗粒的精密合成

• 批准号: 22K04946
• 负责人: 柴 史之
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Chiba University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04946/
• 关键词: プルシアンブルー類似体; 中空構造; サイズ・形態制御; 種粒子法; アルカリ金属イオン添加; 双晶; 微結晶粒子; 多重殻中空粒子; 液相合成反応; 無機材料

本研究は，多重シェル構造などの階層的中空構造をもつ無機微結晶粒子の精密合成と，その物理化学的原理の理解を目的としたものである。本年度はこのような構造を構築するための基本要素の検討として，中空構造を自発的に形成することがわかっているヘキサシアニド鉄酸マンガン（Mn-HCF）について，立方体中空粒子のサイズ制御方法の検討を行った。加えて，テンプレート材料候補であるヘキサシアニド鉄酸ランタン（La-HCF）粒子の形態制御方法を検討した。Mn-HCFのサイズ制御に関しては，①簡便に作成できるプルシアンブルー（PB）ナノ粒子を用いた種粒子法と，②アルカリ金属イオン添加による小サイズ化の効果を検討した。①についてはPBナノ粒子の添加量を増やすほど，生成するMn-HCF中空粒子のサイズが小さくなったことから，PBナノ粒子がMn-HCF析出のための核として有効に機能することが示された。また②については，アルカリ金属イオンの添加量に応じてMn-HCF中空粒子のサイズが小さくなる傾向があること，およびその効果がイオン種により異なることを見いだした。これらの成果は，今後様々なサイズの多重殻中空粒子を合成するための基盤技術となる。一方，六方晶であるLa-HCFに関しては③硝酸ランタンとフェリシアン化カリウムの混合水溶液に還元剤を作用させることで，双晶発生による興味深い形状の微結晶粒子が合成できることを見いだした。また④この反応条件に錯形成剤を共存させることで双晶発生を抑えて，六角形の板状ないし柱状粒子が得られることも確認できた。これらは多彩な形態を有する階層構造粒子の形成における基礎的知見であり，今後の研究において重要な役割を果たすものと考えられる。

The purpose of this study is to precisely synthesize inorganic microcrystalline particles using a hollow structure with a multi-layer structure and to understand the principles of physical chemistry. This year's construction of the basic elements of the construction of the hollow structure, the formation of the hollow structure, and the formation of the basic elements of the structureいるヘキサシアニド鉄マンガン (Mn-HCF) について, cubic hollow particle control method の検を行った. The method of controlling the shape of the particle form of Tetrahydrofuran (La-HCF), a candidate material for the new material, has been developed. Mn-HCF のサイズに关しては, ① Simple and easy to make できるプルシアンブルー（PB）ナノThe particles are made using the same particle method, and the アルカリmetal イオン is added with a small サイズ transformation effect. ① The amount of addition of PBナノ particles is increased, and the Mn-HCF hollow particles generated are small.なったことから, PB ナノ particles がMn-HCF precipitation のためのnuclear としてeffective and functional することがshow された.また②については, アルカリmetal イオンのadded amount に応じてMn-HCF hollow particles のサイズThe small さくなる tendency is があること, the およびその effect is がイオンkind によりdifferent なることを见いだした. The results of this research will be used in the future as a base technology for the synthesis of multi-shell hollow particles. One side, hexagonal crystal La-HCF に关しては ③Nitric acid ランタンとフェリシアン化カリウムのmixed aqueous solutionにThe effect of returning to the original state is the same, and the double crystal is produced and the shape is deep and the micro-crystalline particles are synthesized and the result is the same.また④このreaction conditions and error formation and coexistence and suppression of twin crystal formationえて, hexagonal の plate-shaped な い し columnar particles が ら れ る こ と も で き た. The basic knowledge of the multi-colored form and the formation of hierarchical structure particles is important for future research.

项目成果

ヘキサシアニド鉄酸ランタン六角柱状粒子の液相合成

六氰化高铁酸镧六方柱状颗粒的液相合成

• 发表时间: 2022
• 作者: S. Makita;L. Zhu;P. Mukherjee;Y.H. Lim;R. Morishita;I.A. El-Sadek;and Y. Yasuno;Pradipta Mukherjee，Shinichi Fukuda，Donny Lukmanto，Toshiharu Yamashita，Kosuke Okada，Shuichi Makita，Ibrahim Abd El-Sadek，Yiheng Lim，Yoshiaki Yasuno;Lida Zhu，Shuichi Makita，Yiheng Lim，Junya Tamaoki，Yiqiang Zhu，Makoto Kobayashi，Yoshiaki Yasuno;Kiriko Tomita，Shuichi Makita，Naoki Fukutake，Rion Morishita，Ibrahim Abd El-Sadek，Pradipta Mukherjee，Antonia Lichtenegger，Junya Tamaoki，Lixuan Bian，Makoto Kobayashi，Tomoko Mori，Satoshi Matsusaka，Yoshiaki Yasuno;Fumiaki Matsuoka and Terumasa Ito;長田蓮，大川祐輔，柴史之
• 通讯作者: 長田蓮，大川祐輔，柴史之