コアシェル型ハイブリッドナノ粒子の熱力学適用のための２元型擬似分子モデル

核壳杂化纳米颗粒热力学应用的二元伪分子模型

基本信息

批准号：
22K04797
负责人：
猪股宏
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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

本研究では、ナノ粒子の擬似分子モデル化が目的であり、そのサンプル策定が非常に重要である。対象サンプルについては、コア粒子をシリカ(S)とセリア（C）２種類、コア粒子径は製造設備の関係からまず～10nmの1種、修飾鎖種は炭素鎖長がC6、C10、C14の３種脂肪酸に絞った。なお、粒子生成の段階での未反応修飾分子あるいは洗浄溶媒の残存の影響が大きく、C14修飾鎖についての実験データの整理は検討中である。これまでに測定実績のあるC6-セリア、C10-セリア粒子については、洗浄精製後の粉末粒子を対象として、PVT測定を温度常温～200℃、圧力～200MPaの範囲で実施した。同時に修飾鎖に利用した相当脂肪酸のPVTデータも獲得した。これらのデータを比較したところ、PVTから算出される圧縮率については、ナノ粒子の値が修飾鎖分子より大幅に小さく、コア粒子に固定された炭素鎖の運動が制限されていることが判明した。その制限度合いをパラメータとして整理すると、２元型としてのモデルの可能性さらには炭素鎖、温度、圧力の関数として整理できる可能性が示唆された。擬似分子モデル化には、分子として扱うための「分子量」の情報が必須であり、これを凝固点降下、沸点上昇測定からの算出も検討したがばらつきが大きく、推定が困難であった。そこで、浸透圧測定を検討した。シリカ等の親水性サンプル＋水溶液では、良好なデータが得られたが、有機溶媒系では半透膜種や固定方法などで問題が生じ、現在、自作装置の改良を行っているところである。

这项研究的目的是建模假分子纳米颗粒，样品制备非常重要。关于目标样品，核心颗粒仅限于两种类型的二氧化硅和二氧化硅（C），由于制造设备之间的关系，核心颗粒直径首先限于一种10 nm，而修饰的链种则限于三种类型的脂肪酸，碳链长度为C6，C10和C14。此外，在粒子生成阶段未反应的修饰分子或清洁溶剂的残留效应很大，目前正在考虑C14修饰链的实验数据。对于已被证明已经测量到现在的C6-Ceria和C10-Ceria颗粒，在室温至200°C的温度下进行了PVT测量，并在200MPA的压力下进行了压力，靶向粉末颗粒后，在洗涤和纯化后靶向粉末颗粒。同时，还获得了用于修饰链的相应脂肪酸的PVT数据。比较这些数据，发现从PVT计算出的可压缩性明显小于修饰的链分子的可压缩性，并且固定在核心颗粒上的碳链的运动受到限制。通过将限制排序为参数，建议该模型可以作为二进制模型组织，并且可以将其作为碳链，温度和压力的函数组织。对于假分子建模，有关“分子量”的信息对于将其视为分子至关重要，并且还从冻结点降和沸点上升的测量值中获取计算，但是变化很大，估计很难。因此，检查了渗透压测量。用二氧化硅和水溶液等亲水样品获得了良好的数据，但是在具有半透明的膜类型和固定方法的有机溶剂系统中会出现问题，目前，我们正在对自己制造的设备进行改进。