化学工学会関西支部 第4回技術シーズフォーラム 2016.10.7 同志社大学 室町キャンパス -攪拌、混合、流動、伝熱- ~マイクロミキシグからヒートインテグレーションまで~ 強混合と滞留時間制御に立脚した 単分散ナノ粒子の流通式製造技術 京都大学大学院化学工学専攻 渡邉 哲,宮原 稔 研究目的:バッチからフロー式へ 単分散ニッケルナノ粒子の合成 バッチ式合成法 ①N2H4 ②NaOH NiCl2 + CTAB マイクロリアクタを用いたフロー合成 NaOH CTAB+NiCl2 マイクロリアクタ N2H4 ニッケル-ヒドラジン錯体の形成 Wu et al.,Chem. Lett., 2004 バラツキ大 短い滞留時間で中間体をトラップ! 1/3 主要な成果: 精密な滞留時間制御で 単分散ニッケルナノ粒子の合成に成功 滞留時間: 滞留時間: 2.1 秒 多孔性錯体微粒子(MOF)への適用 20 nm 70 4.6±1.5 nm 50 60 Frequency [%] Frequency [%] 60 20 nm 0.053 秒 20 nm 70 プラチナナノ粒子 40 30 20 10 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Diameter [nm] ELM-12 ZIF-8 500 nm 微粒子複合化も可能 5 µm シリカコア金パッチ シリカコア金パッチ 3.8±0.57 nm 50 40 30 50nm 20 25nm 金コアシリカシェル 10 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Diameter [nm] 50 nm 2/3 結論: 1) 単分散ニッケルナノ粒子をフロー式で合成! 2) 反応中間体との反応で均一な核生成!! 3) 精密な滞留時間制御が 渡邉ら,粉体工学会誌,50, 478 (2013) 渡邉ら,粉体工学会誌,52, 382 (2015) 大崎ら,粉体工学会誌,52, 707 (2015) Watanabe et al., Part. Part. Syst. Charact., 32, 234 (2015) Watanabe et al., Adv. Powder Technol. (2016) !!! 今後の展開、応用への展開: 粒子サイズ・形状の った粒子の合成には反応速度に 応じた適切な条件設定が必要です。 「速い」反応はマイクロリアクタの得意な領域ですが 「ゆっくり」した反応でもその性能を活かした合成が可能です。 ノウハウもありますので ご興味ありましたら是非お話しさせてください 3/3
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