希土類アモルファスリン酸塩の合成と紫外線遮断剤への応用

稀土无定形磷酸盐的合成及其在紫外线阻滞剂中的应用

基本信息

批准号：
16750173
负责人：
増井敏行
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

安全で副作用を及ぼさない全く新規な紫外線防御剤の開発を目指し、セリウム(Ce)とチタン(Ti)の複合アモルファスリン酸塩を合成した。開発したアモルファスCe_<1-x>Ti_xP_2O_7リン酸塩は、紫外線(波長400nm以下)を効率よく吸収し、組成を変えることで任意に吸収波長を制御できることが明らかとなった。また、油脂の酸化活性の評価を行ったところ、アモルファスCe_<1-x>Ti_xP_2O_7には従来の酸化チタン、酸化亜鉛、酸化セリウムに見られた光あるいは熱による酸化は見られず、皮脂や他の有機物を分解しないことが明らかとなった。しかしながら、これらの特性はアモルファス状態であるときのみ得られるため、アモルファス状態の安定化について検討した結果、リン酸塩中に高価数でリン(P)よりもイオン半径の大きいニオブ(Nb)やタンタル(Ta)を導入することで、耐熱温度を400℃から650℃まで引き上げることに成功した。さらに、アモルファスを構成するリンをタングステンで置換することにより、また、チタンをジルコニウムで置換することにより、長波長領域の紫外線を完全に遮断可能である新規な紫外線遮断材料を開発した。この材料は、粒子径30nmのナノ粒子で構成されており、組成の変化によって光吸収波長を制御できる。鮮やかな黄色を呈することから、紫外線遮断剤としての応用に限らず、ナノ黄色顔料としての応用も期待できる。また、人体や環境に対して有害な金属を全く含まないため、副作用を及ぼさない環境調和型の材料となることが明らかとなった。

为了开发一种安全、无副作用的全新紫外线防护剂，我们合成了铈（Ce）和钛（Ti）的复合无定形磷酸盐。结果表明，所开发的非晶Ce_1-xTi_xP_2O_7磷酸盐能有效吸收紫外光（波长低于400nm），并且可以通过改变组成任意控制吸收波长。此外，当我们评估油脂的氧化活性时，我们发现非晶态Ce_<1-x>Ti_xP_2O_7并没有表现出在常规氧化钛、氧化锌和氧化铈中观察到的光或热引起的氧化，以及皮脂和其他有机物质然而，这些特性只能在非晶态下才能获得，通过研究如何稳定非晶态，我们发现铌（Nb）和钽的数量多且离子半径比磷大（ P），通过引入（Ta），我们成功地将耐热温度从400℃提高到650℃。此外，通过用钨代替非晶材料中的磷，并用锆代替钛，我们开发了一种新型紫外线阻挡材料，可以完全阻挡长波长范围内的紫外线。这种材料由粒径为30 nm的纳米粒子组成，可以通过改变成分来控制光吸收波长。由于它呈现出明亮的黄色，因此它不仅可以用作紫外线阻隔剂，还可以用作纳米黄色颜料。此外，据透露，它是一种环保材料，不会产生任何副作用，因为它不含任何对人体或环境有害的金属。