バルク金属を原料とするSDGs指向超音波固液系金属ナノ粒子合成プロセスの構築

以大块金属为原料构建面向SDGs的超声固液金属纳米粒子合成工艺

基本信息

批准号：
22H02117
负责人：
林大和
金额：
$ 10.9万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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

项目摘要

初年度は以下の2項目を実施した。 [項目1.超音波固液系反応場における金属ナノ粒子が生成する金属と有機溶媒の組み合わせの探索]においては、金属ナノ粒子が析出するための様々な金属種と溶媒の組み合わせと、また超音波周波数・超音波出力・溶媒温度を探索・検討した。様々な金属と溶媒の組み合わせにより超音波を照射し、金属ナノ粒子が生成しやすい組み合わせにおいて、金属と溶媒の物性に相関性を見出した。特に金属ガリウムにおいては、超音波による低温合金ナノ粒子化だけではなく、このガリウム合金ナノ粒子を用いた酸化物合成まで展開し、室温で他金属をドープした酸化ガリウムナノ粒子を合成するまでに至った。この超音波による室温合金ナノ粒子合成と室温ドープ酸化ガリウムナノ粒子合成の画期的な成果については、Ultrasonic Sonochemistry 誌（IF:9.336）に掲載された。[項目2.超音波固液系反応場の現象解明と最適化によるSDGs指向の金属ナノ粒子合成手法の構築]においては、項目1の現象解明のための反応場分析、および原料と反応場の制御によるサステナブルな合成手法の検討を行った。原料と超音波反応場の状態観察の実験として、アルコール中での酸化金水和物と酸化銀の超音波照射実験を実施した。酸化金水和物は、室温でわずか10分の超音波照射で金に還元する。一方酸化銀は完全還元するまで180分程度の照射時間を有する。この分解時間の差は、分解における酸化物のギブスエネルギーの差であり、超音波キャビテーションによるミクロの爆発が貴金属酸化物の還元を促進していることを立証した。また酸化金水和物と酸化銀の混合物はわずか10分の還元時間で、金銀の合金が室温で生成することを見出した。この画期的な結果もUltrasonic Sonochemistry 誌（IF:9.336）に掲載された。

在第一年，实施了以下两个项目：[项目1。在超声固体固体反应领域中寻找由金属纳米颗粒产生的金属和有机溶剂的组合]，各种金属物种和溶剂组合，以沉积的金属纳米颗粒，以及超声频率，超声输出和溶液的温度和搜索。用各种金属和溶剂组合辐照了超声波，并且在可能产生金属纳米颗粒的组合中，在金属和溶剂的物理特性之间发现了相关性。尤其是，金属着不仅通过超声波转化为低温合金纳米颗粒，而且还开发了使用这些镀金合金纳米颗粒合成氧化物，从而导致在室温下与其他金属掺杂的氧化物纳米颗粒合成。室温合金纳米颗粒和室温掺杂氧化甲纳米颗粒的超声合成的开创性结果发表了超声声化（如果：9.336）。 [项目2。通过阐明和优化超声波固液反应场的构建，以实践为导向的金属纳米颗粒合成方法]，我们研究了反应场分析，以阐明项目1中的现象，并通过控制原材料和反应场来阐明可持续合成方法。通过超声辐照实验，使用金氧化物水合物和氧化银中的超声辐照实验，进行了一个实验，以观察原材料的状态和超声反应场的状态。氧化物金水合物通过在室温下超声辐射将其简化为金，持续10分钟。另一方面，氧化银的辐照时间约为180分钟，直到完全减少。分解时间的这种差异是分解过程中氧化物的Gibbs能量的差异，并证明由于超声气蚀引起的微探索促进了贵金属氧化物的还原。还发现，金含氧化物和氧化银的混合物仅减少10分钟，而金和银合金在室温下形成。这种开创性的结果也发表在超声声学杂志上（如果：9.336）。

项目成果

期刊论文数量（18）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

ソノケミカル反応場における物理化学的作用を効果的に利用したナノ材料合成技術

有效利用声化学反应领域中的物理化学效应的纳米材料合成技术

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
林大和;山中俊輝;江波戸優介;滝澤博胤
通讯作者：
滝澤博胤

SDGs指向・SDGs思考のナノ材料合成プロセッシングデザイン概念-合金と酸化物の超音波室温環境合成

SDGs导向/SDGs导向的纳米材料合成加工设计理念——超声室温环境合成合金和氧化物

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
林大和;山中俊輝
通讯作者：
山中俊輝

SDGs における新概念の低コスト・高スループットナノ材料プロセッシング~サステナブルにおける Far Analogy(遠い類推)の重要性~

SDGs中低成本、高通量纳米材料加工的新概念〜远类比在可持续发展中的重要性〜

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
YOSHINAGA Shohei;ATOBE Mahito;SHIDA Naoki;林大和
通讯作者：
林大和

添加卑・貴金属種の違いによるGa合金液相のソノケミカル的挙動の変化

由于添加的碱金属和贵金属种类的差异导致 Ga 合金液相声化学行为的变化

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
児玉康輝;石橋凌也;齋藤徹;山中俊輝．林大和，福島潤，滝澤博胤，
通讯作者：
山中俊輝．林大和，福島潤，滝澤博胤，

超音波照射によるGa液体合金エマルションを経由したγ-Ga2O3基ナノ粒子の低温合成とそのメカニズム

超声辐照Ga液态合金乳剂低温合成γ-Ga2O3基纳米粒子及其机理

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
児玉康輝;Ngo Thi Thu Thao;岩田卓弥;安田啓司;齋藤徹;山中俊輝．林大和，福島潤，滝澤博胤，;方涛，塩谷暢貴，冨田和孝，吉田茉莉子，下赤卓史，林宏暢，山田容子，長谷川健;山中俊輝．林大和，福島潤，滝澤博胤，
通讯作者：
山中俊輝．林大和，福島潤，滝澤博胤，

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林大和其他文献

金属ナノ粒子における低コスト・低環境負荷ファブリケーション Eco-fabrication for Metal Nano Particles

金属纳米颗粒的生态制造

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
Proceedings of Eco Design2004 Japan Symposium, December 6-7.
影响因子：
0
作者：
Satoshi Kawata;Yasushi Inouye;Taro Ichimura;Yamato HAYASHI;Yamato HAYASHI;Yamato HAYASHI;林大和;Yamato HAYASHI;林大和
通讯作者：
林大和

Book Review, Into Performance : Japanese Women Artists in New York, Midori Yoshimoto (New Jersey and London : Rutgers University Press, 2005).

书评《走进表演：纽约的日本女性艺术家》，Midori Yoshimoto（新泽西和伦敦：罗格斯大学出版社，2005 年）。

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
Performing Paradise No.2(未定)
影响因子：
0
作者：
Satoshi Kawata;Yasushi Inouye;Taro Ichimura;Yamato HAYASHI;Yamato HAYASHI;Yamato HAYASHI;林大和;Yamato HAYASHI;林大和;マルガレータ・タレンソン訳エグリントンみか;エグリントンみか;エグリントンみか;Mika Eglinton *国際学会英語論文発表;Mika Eglinton *国際学会英語論文発表;Mika Eglinton *国際学会英語論文発表;Mika Eglinton;Mika Eglinton
通讯作者：
Mika Eglinton