フッ素系二鎖型界面活性剤により構築された水/超臨界CO_2マイクロエマルションの半導体微粒子合成への応用 Water/Supercritical CO_2 Microemulsions with a Fluorinated Double-tail Surfactant for Syntheses of Semiconductor Ultrafine Particles

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抄録

二鎖型フッ素系界面活性剤により構築された水/超臨界CO<sub>2</sub>マイクロエマルション (W/scCO<sub>2</sub> μE) のナノリアクターとしての性能を, TiO<sub>2</sub>, ZnS, CdSの三種の微粒子合成系において評価した。アルコキシドからのTiO<sub>2</sub>合成では, 一般的なW/OμEによるものと同様に, 数十nmに制御された球状TiO<sub>2</sub>微粒子が多く得られた。一方, 液晶様析出物が存在する水/超臨界CO<sub>2</sub>混合系でのTiO<sub>2</sub>合成では, 興味深いことに, 数μmの放射状TiO<sub>2</sub>微粒子が得られた。Na<sub>2</sub>SとCd(NO<sub>3</sub>)<sub>2</sub>もしくはZn(NO<sub>3</sub>)<sub>2</sub>を含む二つのW/scCO<sub>2</sub> μEを混合し, 金属硫化物を合成したところ, 数十nmの球状微粒子が多く得られた。以上の結果は, W/scCO<sub>2</sub> μEが十分にナノリアクターとして働くことを示しており, 圧力操作による簡易分離技術とサイズ制御技術が達成されれば, VOCフリーの有効な微粒子合成技術になり得ると考えられる。

A water/supercritical CO<sub>2</sub> microemulsion (W/scCO<sub>2</sub> μE) with a fluorinated double-tail surfactant bis (1<i>H</i>, 1<i>H</i>, 2<i>H</i>, 2<i>H</i>-heptadecafluorodecyl)-2-sulfosuccinate (8FS(EO)<sub>2</sub>) was evaluated in terms of its nanoreactor performance for synthesizing semiconductor ultrafine particles of TiO<sub>2</sub>, ZnS, and CdS. By the addition of tetraisopropylorthotitanate (TIP) in W/scCO<sub>2</sub> μE, TiO<sub>2</sub> ultrafine particles were successfully synthesized with a spherical shape and sizes of several tens of nanometers, which were similar to those synthesized in W/cyclohexane μE with a typical hydrocarbon double-tail surfactant AOT. Interestingly, in contrast to the μE system, TiO<sub>2</sub> particle syntheses in liquid-crystal-like (LC-like) surfactant precipitant phase yielded a dendritical morphology of TiO<sub>2</sub>. For metal sulfide synthesis, the addition of metal nitrates as precursors in W/scCO<sub>2</sub> μE was found to lower the maximum <i>W</i><sub>0</sub> value at which W/scCO<sub>2</sub> μE can form, which would result from the promoted aggregation and fusion between reverse micelles, i.e., LC formation. After mixing both the W/scCO<sub>2</sub> μEs containing metal nitrate and Na<sub>2</sub>S, metal sulfide ultrafine particles were yielded with spherical shape and sizes of several tens of nanometers. These results suggested that W/scCO<sub>2</sub> μE with 8FS(EO)<sub>2</sub> may become a valuable nanoreactor when further investigations reveal size-control techniques for the products.

収録刊行物

  • 色材協會誌

    色材協會誌 81(9), 331-340, 2008-09-20

    Japan Society of Colour Material

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各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10021998844
  • NII書誌ID(NCID)
    AN00354634
  • 本文言語コード
    ENG
  • 資料種別
    ART
  • ISSN
    0010180X
  • NDL 記事登録ID
    9654247
  • NDL 雑誌分類
    ZP23(科学技術--化学・化学工業--染料・顔料・塗料)
  • NDL 請求記号
    Z17-211
  • データ提供元
    CJP書誌  NDL  J-STAGE 
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