濡れ性を制御したメソ多孔体中の水の解析と金属イオン分離性能の評価

润湿性可控介孔材料中的水分析及金属离子分离性能评价

• 批准号: 13J03702
• 负责人: 青木 淑恵
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J03702/
• 关键词: メソポーラスシリカ; 細孔内水; 官能基導入; ソリューションプラズマ

本研究では、濡れ性を制御したメソ多孔体中の水の解析を行い、多孔体中の水の状態と金属イオン吸着脱離特性に関する相関を得ることを目的としている。平成26年度は、メソポーラスシリカ（シリカSiO2多孔体）を対象として、自己組織化単分子膜成膜による細孔内壁の濡れ性制御と、赤外分光法による細孔内水計測法の確立と構造発展の評価・解析を行った。赤外分光法による細孔内水計測のため、細孔内水を選択的に検出する赤外分光法測定システムを構築した。測定系の水制御により、細孔内含水量の変化に対応した赤外分光スペクトルを得ることができた。細孔内水分子間の水素結合形成の度合いを分析したところ、細孔内に閉じ込められた水はバルクの水に比べて水素結合ネットワークの発達が乏しいこと、特に細孔壁近傍でその傾向が顕著であると分かった。すなわちメソポーラスシリカ細孔は水分子に対し、水素結合ネットワーク発達を妨げ、水分子を動きやすくする特性があることが示された。また、メソポーラスシリカの細孔の大きさによってもネットワーク発達に違いがあることが示され、特に細孔径約2 nmを境に、束縛状態に違いがあることが示唆された。また、フルオロ基付与により表面を疎水化した細孔内においても、水の水素結合ネットワークの発達が妨げられる傾向が見られた。つまり、細孔内における水の状態は、細孔の大きさと表面状態に強く影響を受けることが示された。また、メソポーラスシリカ細孔に対し水溶液のpH制御によって金属イオンを吸着させ、還元によってナノ粒子合成できることを示した。さらに、メソポーラスシリカを原料とする金属酸化物結晶の育成を行った。

这项研究旨在分析具有控制性润湿性的介孔物体中的水，并在多孔体中的水状态与金属离子的吸附和解吸特性之间获得相关性。在2014财年，我们通过自组装的单层膜形成控制了毛孔内壁的润湿性，建立了一种使用红外光谱法测量肠内水的方法，并评估和分析了中孔的结构发展（硅酸盐Sio2 sio2 porofories）。为了通过红外光谱法测量甲壳的水，构建了红外光谱系统，以选择性检测甲骨庭内水。通过控制测量系统的水，获得了与孔中水含量变化相对应的红外光谱。当分析孔中水之间的氢键形成程度时，发现被困在孔内的水与大量水相比，氢键网络的发展较差，并且这种趋势在孔隙壁附近特别明显。换句话说，已经表明，介孔二氧化硅的孔具有防止水分子对水分子的开发并使其更易于移动的特性。此外，结果表明，网络开发的差异取决于中孔二氧化硅的孔径，这表明边界状态存在差异，尤其是在孔径约2 nm的边界处。此外，即使在通过添加氟基团中表面是疏水的孔中，也有氢键网络在水中发展的趋势。换句话说，表明孔内的水状态受孔的大小和表面状态的强烈影响。还已经显示，可以通过控制水溶液的pH值将金属离子吸附在介孔二氧化硅孔上，并且可以通过减少纳米颗粒来合成纳米颗粒。此外，生长了由介孔二氧化硅制成的金属氧化物晶体。

项目成果

ソリューションプラズマプロセッシングによるアルギン酸カルシウムビーズへのスルホ基の導入

通过溶液等离子体处理将磺基引入海藻酸钙珠中

• 发表时间: 2013
• 作者: 青木淑恵;ワッタナパニット アンヤラット;齋藤永宏
• 通讯作者: 齋藤永宏

LiCl-NaCl混合フラックスからのGd2SiO5結晶の低温育成とメソポーラスシリカを用いた反応促進効果

LiCl-NaCl混合助熔剂低温生长Gd2SiO5晶体及介孔二氧化硅的反应促进作用

• 发表时间: 2015
• 期刊: Journal of Flux Growth
• 作者: 青木 淑恵;神谷 雄人;是津 信行;齋藤 永宏
• 通讯作者: 齋藤 永宏

ソリューションプラズマを用いたメソポーラスシリカ担持白金触媒の合成と選択酸化触媒特性

溶液等离子体合成介孔二氧化硅负载铂催化剂及选择氧化催化剂性能

• 发表时间: 2015
• 期刊: 表面技術
• 作者: 青木 淑恵;是津 信行;山本 剛久;南部 宏暢;齋藤 永宏
• 通讯作者: 齋藤 永宏