UKKUT_logo
 
 
 
平成25-27年度 高知県産学官連携産業創出研究推進事業委託事業に採択されました。

球状多孔質無機酸化物ナノ粒子の大量合成技術開発及び実用化研究


平成28年度 高知県産業振興センター  地域研究成果事業化支援事業に採択されました。

球状多孔質無機酸化物ナノ粒子の事業化検討

宇治電化学工業株式会社(UKK)と高知工科大学(KUT)の
共同プロジェクト(UKKUT)です。

sinkinouzairyouten2016    2017
球状多孔質金属酸化物ナノ粒子
    約5〜30 nm程度の金属酸化物単結晶一次粒子が無数に集合した球状多孔質ナノ粒子の大量高速合成に成功しました。得られたナノ粒子の形状がマリモによく似ていることから,これら一連の多孔質金属酸化物ナノ粒子をMARIMO (Mesoporously Architected Roundly Integrated Metal Oxide)ナノ粒子と名付けましたa)
   チタニア(TiO2)、シリカ (SiO2)、酸化亜鉛(ZnO)、ジルコニア(ZrO2)、セリア(CeO2)のMARIMOナノ粒子も合成しましたb)


特徴
1. 一次粒子の大きさ: 5〜30 nmの範囲で制御可能。
  2. 二次粒子の大きさ: 200〜1000 nmで制御可能。
  3. 比表面積: 100〜1000 m2/g
  4. 中心の詰まった中実粒子 (図1、2)や、中心が空の中空粒子 (図3、4)の作り分けが可能。
  5. 中空MARIMO TiO2ナノ粒子粒子に関しては、殻の厚さを自在に制御可能 (図3)。
  6. SiO2、ZnO、ZrO2、CeO2 MARIMOナノ粒子も合成可能 (図5)。
7. ZrO2-CeO2を複合化し、均一分散型、ドメイン型、コア−シェル型の構造を有するMARIMOナノ粒子も合成しましたc)


soid TiO2 MARIMO    solid TiO2 MARIMO
図1.中心が詰まった中実MARIMO TiO2ナノ粒子のTEM画像 (拡大)a)
  図2.中心が詰まった中実MARIMO TiO2ナノ粒子のTEM画像 (複数)。


hollow TiO2 MARIMO
図3.中心に空洞を持つ中空MARIMO TiO2ナノ粒子。左から順に殻の厚さが厚くなっているb)

hollow TiO2 TEM hollow TiO2 SEM
図4.中空MARIMO TiO2ナノ粒子のTEM画像(左)とSEM画像(右)。中空粒子であることが見て取れるb)


SiO2, ZnO, ZrO2, CeO2 MARIMO
図5.左から、SiO2, ZnO, ZrO2, CeO2 MARIMOナノ粒子a)
____________________________________________________________________________________

掲載論文
   a) Ultimately Simple One-pot Synthesis of Spherical Mesoporous TiO2 Nanoparticles in Supercritical Methanol, P. Wang,  K. Kobiro, Chem. Lett. 2012, 41, 264–266   .
   b) Versatility of one-pot, single-step synthetic approach for spherical porous(metal) oxide nanoparticles using supercritical alcohols, P. Wang, K. Ueno, H. Takigawa, K. Kobiro, J. Supercrit.Fluids 2013, 78,124–131.
   c) Ultra-simple synthetic approach to the fabrication of CeO2–ZrO2 mixed nanoparticles into homogeneous, domain, and core–shellstructures in mesoporous spherical morphologies using supercriticalalcohols, Ellawala K.C. Pradeep, Teppei Habu, Hiroko Tooriyama, Masataka Ohtani, Kazuya Kobiro, J. Supercrit. Fluids 2015, 97, 217–223.
   
総説  
  1) 中実および中空マリモ上多孔質二酸化チタンナノ粒子のワンポット一段階合成 ケミカルエンジニアリング 2012, 57, 554–559.
  2) 中空球状多孔質二酸化チタンナノ粒子の単工程ワンポット合成法,王 鵬宇,小廣和哉,色材協会誌 2012, 85, 416-420.
  3) 中空球状多孔質二酸化チタンナノ粒子の迅速合成法,王 鵬宇,小廣 和哉,コンバーテック 2013, 41, 121-123.
  4) Synthetic versatility of nanoparticles: A new, rapid, one-pot, single-step synthetic approach to spherical mesoporous (metal) oxide nanoparticles using supercritical alcohols, Pengyu Wang and Kazuya Kobiro, Pure Appl. Chem. 2014, 86, 785–800.


UKKUTのロゴ2