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。

本研究的目的是创建纳米粒子的伪分子模型，样品配制非常重要。对于目标样品，有两种类型的核心颗粒：二氧化硅（S）和二氧化铈（C），一种类型由于制造设备的原因，核心颗粒直径约为10 nm，以及碳链长度为C6的改性链类型我们将其范围缩小到三种类型的脂肪酸。请注意，在颗粒生成阶段，未反应的改性分子或洗涤溶剂的残留影响是显着的，目前正在考虑组织有关 C14 改性链的实验数据。对于迄今为止已测量的C6-二氧化铈和C10-二氧化铈颗粒，在室温至200℃的温度范围和200MPa的压力范围内对洗涤和纯化后的粉末颗粒进行PVT测量。同时，我们还获得了改性链中使用的等效脂肪酸的PVT数据。比较这些数据，发现纳米粒子的PVT计算的压缩率明显小于改性链分子的压缩率，这表明固定在核心粒子上的碳链的运动受到限制。将限制程度组织为参数表明了二元模型的可能性以及将其组织为碳链、温度和压力的函数的可能性。伪分子模型需要“分子量”信息，以便将其视为分子，尽管考虑了根据冰点降低和沸点升高的测量值进行计算，但变化很大，估计很困难。因此，我们考虑渗透压测量。使用二氧化硅等亲水性样品和水溶液获得了良好的数据，但使用有机溶剂体系时，半透膜类型和固定方法出现了问题，目前我们正在努力改进我们自己的装置。