イオン液体中の形状を制御した無機機能性ナノマテリアルの合成

离子液体中形控无机功能纳米材料的合成

基本信息

批准号：
06F06080
负责人：
佐々木岳彦
金额：
$ 1.47万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

CoOOHについて、階層的な構造的特徴をもつ中空型ナノ粒子の合成に成功した。更に、合成条件に、DMFを添加することによって、3価のコバルト水酸化物が合成された。コバルト水酸化物として、構造が報告され、また市販されているのは2価のものであり、3価の水酸化物は、構造の報告などはなされていない。これについては、XRDパターンからは、既存のコバルト酸化物、水酸化物とは異なるXRDパターンを示すこと、ラマン散乱からは水酸基の伸縮振動ピークが観測されること、TGAの測定による熱分解後にCo304に変化することが確認されたが、その際の重量減少からもCo(OH)3であることが確認された。更にSEM,TEMにより、これらの物質がナノベルトというべき特徴的な形状をしていることと、SAEDにより、ナノベルトが単結晶構造を示していることがわかった。合成条件に更にアセトニトリルを加えることにより、コバルトの酸化が半分に抑えられ、生成物はスピネル構造を示すCo304となる。更に、生成する単結晶Co304ナノ粒子の形状が、界面活性剤の有無、種類によっても制御できることが見いだされた。カチオン性の界面活性剤であるCTAC、アニオン性の界面活性剤であるSDSのどちらを用いても、立方体型(ナノキューブ)のナノ結晶が生成する。この結晶は、(100)面が成長停止面となっている。更に、中性の界面活性剤Triton-X100を用いた場合には、単結晶で、球状のナノ結晶が生成する。これは、特定の結晶面が出ていないことを意味する。更に、界面活性剤を加えないで、極性有機溶媒であるアセトニトリルとDMFが入っているだけの場合においては、菱型12面体のナノ結晶が得られた。この構造は、(110)面と等価な結晶面で構成された多面体である。有機溶媒が界面活性剤として働くために弱い極性面である(110)面が安定化されたと考えられる。

对于COOOH，我们已成功合成具有分层结构特征的中空纳米颗粒。此外，通过将DMF添加到合成条件下，合成了三价氢氧化钴。已经报道了氢氧化钴的结构，并且尚未报道到三价氢氧化物的结构。关于此，XRD模式显示了XRD模式，与现有的钴氧化物和氢氧化物不同，拉曼散射显示出羟基的拉伸振动的峰值，并且证实它通过TGA测量后的热量分解后更改为CO304，但此时重量损失在此时间也证实了它也证实了它的重量损失。此外，SEM和TEM揭示了这些材料具有独特的形状，可以称为纳米生物，而SAED表明纳米生物表现出单晶体结构。将乙腈添加到合成条件中，进一步抑制了钴的氧化一半，并且产物变成CO304，它表现出尖晶石结构。此外，发现所产生的单晶CO304纳米颗粒的形状可以根据表面活性剂和类型的存在或不存在来控制。无论使用CTAC，阳离子表面活性剂还是SDS，阴离子表面活性剂，立方体（纳米管）纳米晶体。该晶体的（100）表面是生长停止表面。此外，当使用中性表面活性剂Triton-X100时，将球形纳米晶体形成为单晶。这意味着没有出现特定的水晶平面。此外，在不添加表面活性剂并且仅包含极性有机溶剂乙腈和DMF的情况下，获得了钻石形的十二面体纳米晶体。该结构是由相当于（110）平面的晶体平面组成的多面体。据认为，由于有机溶剂充当表面活性剂，因此弱极性表面（110）表面已稳定。