有機修飾ナノシートのゾル-ゲル反応による多孔質材料の合成とその光触媒能の調査

有机改性纳米片溶胶-凝胶反应合成多孔材料及其光催化性能研究

基本信息

批准号：
18656195
负责人：
菅原義之
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Waseda University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
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

项目摘要

層状金属カルコゲンハロゲン化物の一種であるTiOCIは、層表面に反応活性なTi-Cl結合が規則正しく配列していることから、アルカリ金属アルコキシドと反応させることにより、アルカリハライドの脱離と同時にアルコキシ基が層表面に固定されることを昨年度は明らかにした。本年度は、これらの結果を受け、まずアルコキシ基修飾ナノシートのゾル-ゲル反応を試みたが、溶媒中で剥離挙動が認められず、多孔体を合成する事はできなかった。そこで高分子中にナノシートをランダムに分散させ、得られたハイブリッドを熱処理する事により多孔体化するルートを探索した。2重結合を持つアルコールを用いてナノシートを修飾し、その後SiH基を持つケイ素系高分子のグラフトをヒドロシリル化反応を行った。ヒドロシリル化反応により層間距離は増加したものの、積層方向の規則性は反応後も保たれており、多孔体化の前駆体とはならないと考えられた。そこで、ポリエチレングリコール(PEG)をりチオ化し、TiOClと直接反応させてオキシエチレン鎖の固定化を試みた。平均分子量約200のPEGを用いた反応では、層間距離は増加したものの、積層方向の規則性は保たれていた。一方、平均分子量約600のPEGを用いた反応では、積層方向の規則性が認められないハイブリッドを得る事ができた。しかしながら、微構造を観察したところ、積層が乱れただけで剥難には至っておらず、ハイブリッドを多孔体の前駆体として用いる事はできなかった。

去年，Tioci是一种分层的金属辣椒卤化物，在层的表面上定期排列反应性Ti-Cl键，并且通过与碱金属烷氧化物反应，将烷氧基固定在层的表面上，并且与碱卤化物的同时固定在层的表面上。为了响应这些结果，我们首先尝试溶解烷氧基化的纳米片的反应，但是在溶剂中未观察到剥离行为，并且无法合成多孔体。因此，我们通过将纳米片随机分散到随机聚合物中，搜索了一条途径，将所得混合体转化为多孔体。使用具有双键的酒精对纳米片进行了修饰，然后将具有SIH基的硅基聚合物的移植物进行氢硅烷化反应。尽管层间距离由于氢硅烷化反应而增加，但在反应后保持了堆叠方向的规律性，并且认为它不会成为多孔体形成的前体。因此，将聚乙烯乙二醇（PEG）硫醇直接与tiocl反应，以固定氧乙烯链。在使用PEG的反应中，平均分子量约为200，尽管层间距离增加，但在堆叠方向上的规律性得以维持。另一方面，在使用PEG的平均分子量约为600的反应中，杂种能够在层压方向上获得非识别的规律性。但是，当观察到微观结构时，层压板被破坏并无法实现剥离，并且杂种不能用作多孔体的前体。