【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.05.09】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

23NI1501

利用課題名 / Title

γ-Fe₂O₃/SiO₂粉末の磁化曲線の測定

利用した実施機関 / Support Institute

名古屋工業大学 / Nagoya Tech.

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

外部利用/External Use

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis（副 / Sub）計測・分析/Advanced Characterization

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）マテリアルの高度循環のための技術/Advanced materials recycling technologies（副 / Sub）次世代バイオマテリアル/Next-generation biomaterials

キーワード / Keywords

複合材料/ Compound materials, 触媒材料/ Catalyst materials, 微粒子/ Fine particles,資源代替技術/ Resource alternative technology,分離・精製技術/ Separation/purification technology,細胞・組織再生誘導材料/ Materials for inducing cell and tissue regeneration

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

中村 忠司

所属名 / Affiliation

名城大学大学院理工学研究科

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

利用形態 / Support Type

（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

NI-015：振動試料型磁束計

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

 磁性酸化鉄(γ-Fe₂O₃)ナノ粒子を担持したメソポーラスシリカは，資源が豊富な元素からなる機能性複合材料であり，触媒，磁石で回収可能な吸着剤，ドラッグデリバリーシステム等への応用が期待される．利用者らは，簡便なプロセスでメソポーラスシリカ細孔中に多量(～数十wt%)のγ-Fe₂O₃を導入可能な手法を考案した[1]．しかし，γ-Fe₂O₃の結晶化に高温を要するため，細孔径が2 nm程度のメソポーラスシリカを用いると，高温熱処理により多孔性が失われる課題があった．一方，細孔径を拡大したメソポーラスシリカを用いた場合は，γ-Fe₂O₃結晶化後も300 m²/g以上の高比表面積を有していた．この磁性多孔体粉末(γ-Fe₂O₃/SiO₂粉末)の磁気特性を明らかにするために，振動試料型磁束計を用いて，室温における磁化曲線を測定した．

実験 / Experimental

 既報に従い球状メソポーラスシリカ粒子を合成し，ソルボサーマル処理により細孔径を拡大した[2]．得られたメソポーラスシリカの細孔に，細孔容量と等量のフェロセンカルバルデヒド/フルフリルアルコール溶液を含侵させ，150℃熱処理(重合)と大気中850℃焼成により，酸化鉄担持メソポーラスシリカ粉末を得た．合成粉末の結晶相をXRDにより，酸化鉄含有量をXRFにより，細孔特性を窒素吸脱着測定によりそれぞれ評価した後，ARIM登録設備であるNI-015（振動試料型磁束計(東栄工業製VSM-5)）を用いて，室温における磁化曲線を最大印加磁場15 kOeで測定した．

結果と考察 / Results and Discussion

 XRDにおいてアモルファスシリカに対応するハローとγ-Fe₂O₃に対応するブロードなピークのみが観られたことから，生成物はγ-Fe₂O₃/SiO₂であると同定された．XRFにより求めたFe₂O₃量は39.3 wt%であった．窒素吸脱着等温線はⅣ型であり，300 m₂/g以上の比表面積とメソ孔を有することが確認された．室温における磁化曲線は，保持力をもたない超常磁性であった．この結果は，生成したγ-Fe₂O₃がナノ粒子のみであることを示しており，XRDと整合している．しかし，15 kOe印加時の磁化が約2.5 emu/gと小さく，導入したFe₂O₃がすべてγ-Fe₂O₃に結晶化していないことが示唆された．本手法はメソポーラスシリカ細孔内で酸化鉄ナノ粒子を結晶化させる手法としては有効だが，結晶化条件については改良の余地があることがわかった．

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

[1] T Nakamura, Y Yamada, K Yano, J. Mater. Chem. 16 (2006) 2417-2419.
[2] M Mizutani, Y Yamada, T Nakamura, K Yano, Chem. Mater. 20 (2008) 4777-4782.

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件