- ベストアンサー
アモルファスであるはずの酸化チタンが光活性を示していて困っています
私は，末端にトリエトキシシリル基を持つポリマーと，チタニウムテトライソプロポキシド(TiOPr)とを加水分解・重縮合させて薄膜を作製しています． この薄膜のX線広角回折の結果からアモルファスであることがわかりました．TiOPrは加水分解・重縮合するとチタニア(TiO2)になるわけですが，アモルファスのTiO2は光活性を持たないことは知られています． そこで，薄膜の耐光性(耐候性?)試験を行ったところ，TiOPrを複合させた薄膜のほうが，紫外線照射時間に伴う透過率の低下が著しいことがわかりました．TiO2は無定形で存在しているはずなので，未複合のものとほぼ変化がないと予想していたのですが…なぜなのでしょうか．未反応のTiOPrが光活性を持っていて，それがポリマーを劣化させているのでしょうか？ この原因がわかる方や，検討法を提案できる方がいらっしゃたらご返答お願いいたします．
- 2191
- お礼率28% (2/7)
- 化学
- 回答数4
- ありがとう数4
- みんなの回答 （4）
- 専門家の回答
質問者が選んだベストアンサー
耐光性試験の比較相手の薄膜は、ポリマー単体での薄膜でしょうか？それとも、TiOPrを単独で薄膜にしたものでしょうか？それによって、原因を考察した結果が変わるのですが…。 以下、ポリマー単体での薄膜だと仮定して原因を推測します。 アモルファスのTiO2はおっしゃる通り、光活性を持ちません（もしくは、非常に弱い）。しかしながら、表面活性（暗所活性）自体は持っています。今回のポリマー劣化は、それにより引き起こされたのではないでしょうか？今回比較された薄膜２枚を光に当てずに静置したものはどういった感じでしょうか？ポリマーがシリコーン系（例えば、信越化学のKF-9908など）の場合だった場合、劣化が遅いような気がするので、この考察は間違いかもしれません。 なお、No.2さんへの補足にある「約900℃以上で加熱しないかぎりアナターゼ型であるとはいかないのでしょうか？」ですが、条件によってはルチルができることがあります。（今回の条件ではできないと思います。）
その他の回答 (3)
- nanami_2
- ベストアンサー率31% (5/16)
重合は専門ではありませんがお答え致します。 説明が抽象的で、加えて構造がわからないのでなんともいえないのですが、トリエトキシシリルを含有するだけでもそれなりにバルキーだと思います。仮にアモルファスが光耐性に利いてくるのだとすれば実験結果を単純に考えればTiO2を加えたほうがアモルファス性が低下しているということですね。 まずはやるべきことはモノがきちんとできているのかどうかを調べることだと思います。 そこがわからないと何を議論しても始まりません。頑張ってください
>未反応のTiOPrが光活性を持っていて… 有機成分が残存しているかどうか見るのでしたら、他は全て金属酸化物ですから、空気中でのＴＧ(熱重量分析)を行って重量減少がないことを確認するのはいかがでしょう。また、ＤＴＡを用いて熱による状態変化を見てみるのも意味があるかもしれません。 結晶化したＴｉＯ2がルチルかアナターセかもちょっと気になります。
補足
早いご返答ありがとうございました． ご指摘された目的とは異なるのですが，以前TG測定を行ったことはあります．しかし，ポリマーとTiOPrをコンポジットさせているので，有機成分が未反応TiOPr中のプロポキシド部分以外にもあるためにTGの重量減少では判断できないと考えているのですが… DTAはまだ用いたことがないので，ぜひ検討してみたいと思います！ 「結晶化したＴｉＯ2がルチルかアナターセかもちょっと気になります。」とのことですが，仮に熱をかけて結晶化させたとして，約900℃以上で加熱しないかぎりアナターゼ型であるとはいかないのでしょうか？
- c80s3xxx
- ベストアンサー率49% (1631/3289)
あなたは学生ですか？ その研究の知的財産関係の問題はありませんか？つまり，研究内容をこんなところに書いてしまっても大丈夫なんですか？
お礼
すでに学会で発表済みなので，その心配はございません． また記述した程度の内容でしたら，何年も前から他にも大勢の方が研究されていることですので大丈夫です． 心配おかけしました．
関連するQ&A
- アミド、エステル等の重縮合反応前後のΔG
アミド、エステル、カーボネート、ウレタン、エーテル結合の重縮合反応前後のΔG、活性化エネルギーなどについて教えてください。 ウレタン結合よりも、エステル結合のほうが加水分解しやすいと聞きました。 これはどういう理由でしょうか？ΔGによるものなのか、活性化エネルギーによるものなのか？ そもそもこれらの結合は加水分解したもののほうがエンタルピー的に有利なのでしょうか？ そのあたりを調べようと図書館で化学便覧、辞典類を調べましたが何もわかりませんでした。有用な文献、URL等ありましたら教えてください。 いろいろ書きましたが部分的でもわかれば、教えていただけると幸いです。 前に産業系カテゴリで質問しましたが２日ぐらいで回答得られなかったため移植しています。
- ベストアンサー
- 化学
- 活性メチレンの反応の条件
マロン酸ジエチルの活性メチレンの水素を引き抜いて アルキル化を行う反応を検討しています。 (活性メチレンとハロゲン化アルキルのSn2反応です) アルキル化に用いる化合物はエタノールに不溶の為、 よく知られている『EtONa/EtOH』で行う事が出来ません。 (THFやクロロホルムには可溶です) このため、溶媒と塩基の選択を検討しています。 -------------------- 現在、以下のような組み合わせを考えています。 1、EtONa/DMF(reflux) 2、EtONa/1.4-Dioxane(reflux) 3、EtONa/THF(reflux) DMFを第一選択と考えています。 (温度を上げる事が出来るからです) これら非プロトン性極性溶媒を、ナトリウムエトキシドと用いる場合で 何か不都合な点はあるのでしょうか？ (危惧しているのは、DMFの加水分解です。 DMFの加水分解が、何処まで強い条件に耐え得るのかが分からないので・・。 尚、MEKなどは、アルドール縮合が起きると考えて除外しています。) ------------- また、水素の引き抜き塩基として、K2CO3の使用は可能でしょうか？ PKaから考えれば難しいと思うのですが、K2CO3を用いた マロン酸ジエチルの水素引き抜き反応を行っている文献も あったのですが・・・ (出来れば、DMF/K2CO3という組み合わせで行えたらと思っています)
- ベストアンサー
- 化学
- 水熱合成について
亜臨界水(250-300℃)による水熱合成(無機)について調べたところ「常温・常圧では溶解しにくい物質を高温・高圧で溶解させ、結晶合成を行う。例えば、金属塩溶液を加熱すると加水分解反応が起こり水酸化物が生成され、さらに脱水縮合が起こることで金属酸化物が得られる。」とあったのですが、いくつか疑問があるので質問させて頂きます。 １．亜臨界水での誘電率は超臨界水に比べれば高いが、常温に比べれば低いため電解質の溶解度が下がると思うのですが、常温で難溶性なものが亜臨界水では溶解可能になるというのは何故ですか。 ２．‘溶解する’と‘加水分解→縮合’とは違うと思うのですが、これはどう解釈すればよいのでしょうか。 ３．水熱処理と同じ温度で水酸化物を空気中で焼成した場合、水中での場合と同様の反応は起きないのでしょうか。起きない場合、どのような理由のためでしょうか。 ４．ゾルゲル法も加水分解・重縮合を行っていると思うのですが、水熱法とはどこが違うのでしょうか。またゾルゲル法と異なり、水熱法では焼成が必要ないのは何故でしょうか。 1つでも良いので分かる方がいれば宜しくお願いします。また、水熱法における結晶成長のイメージが全く湧いていない状態なので、簡単に説明して頂ければありがたいです。 なお、私の専門外の分野のため、間違っていることやおかしな説明が多々あるかと思いますので、間違いなどご指摘して頂ければ幸いです。
- 締切済み
- 化学
- 酸化チタンが出す活性酸素について
遮光カーテンに使われるフルダル糸や、ＵＶカットのレースカーテンに使われる糸には、酸化チタンが使われていますが、酸化チタンを使ったカーテンを使用することで、活性酸素が発生し、体に害を与えるということはないのでしょうか？
- 締切済み
- 化学
- メチレンブルー分解実験における撹拌の必要性。
酸化チタン薄膜の光触媒活性評価を、メチレンブルー分解実験によって行いたいと考えています。 その際、撹拌は必ずしも必要ないのでしょうか？ 撹拌なしの場合、ＭＢ分解率は100％まで達しないのでしょうか？ 撹拌のメリット・デメリットは次のように認識しています。 メリット→溶液中濃度がある程度均一になること。光触媒とＭＢの接触頻度を促進すること。 デメリット→撹拌することによる光触媒試料の破壊。 色々な研究報告例を調べてみたのですが、撹拌する場合もしない場合もありどちらが適切なのか困っています。 どなたかアドバイスをお願いします。
- 締切済み
- 化学
- ペルオキシソームとリソソームの違いは？
ペルオキシソームとリソソームはどちらも一重膜の構造体ということですが、形態の上では区別がつけられるのですか？ 機能では、前者が「基質の酸化によって生じた有害な過酸化水素(H2O2)の分解」や「アミノ酸、尿酸、脂肪酸などの酸化」、後者が「加水分解酵素による消化作用」ですよね。 岩波生物学辞典によると、組織化学的に酸性ホスファターゼ活性陽性のものをリソソームと同定しているそうですが、これは、中身を見てみないと区別できないということなのでしょうか。 大きさもほとんど同じくらいですよね。 わかる方いたら教えてください。
- ベストアンサー
- 生物学
- グルコースに反応して構造色を示すゲルを作る過程でのシリカ粒子の作製
今学校の卒業研究で『グルコースに反応して構造色を示すゲル』の作製に取り組もうとしているのですが、なかなか苦労しています；； もちろん先生に聞くのが早いのですが、私の研究室の先生はほんとの窮地に追い込まれるまで全くヒントすらも教えてもらえないので、ここに助けを求めにきました。 自分なりに調べた研究過程順序です。 (1)径が約300nmで均一な粒子の調製 (2)細密充填コロイド結晶の作製(粒子集積法か溶媒蒸発法？？) (3)PNIPAMゲルの重合 (4)シリカ溶解によるオパールの構造形成 その(1)のところで今困惑しています。 ここも自分でできるだけ調べました。 『シリカ粒子はTEOS 珪酸エチルをエタノール／水中で、アンモニアを触媒として、高いpHにおいて加水分解―重縮合することによって得られる。 pHの高い条件ではTEOSと無図の加水分解反応が律速で、その後の加水分解や重縮合は速やかに進行するので、重合は3次元的に起こり、シリカ粒子が作製される。 （平均径約300nmのシリカ粒子を製造する条件） [TEOS]＝0.5mol／dm3←この3は3乗の3です TEOS：MW208.33、bp166℃ [NH3]＝1.0mol／dm3 NH3：MW17.03 [H2O]＝19mol／dm3 エタノール：TEOSと水の共溶媒として使用 反応速度＝35℃ マグネチックスターラー攪拌』 とここまでは調べたのですが、結局何をすればいいのかわかりません＞＜ あと先生に、『粒子ができた場合本当にできてるのかをNMPで調べろ』『粒径が300nm付近なのかSEM(？)を使って調べろ』といわれました＞＜ もう頭がごっちゃです：： まずはこのシリカ粒子の作製の部分を教えてださいm(__)m
- 締切済み
- 化学
- 光触媒 酸化チタンについて
ｗｅｂ上で、 『光触媒には光の強度が弱ければ弱いほど有機物の分解に有効に使用される光の割合（量子効率）が良くなるという特徴がある。』 という情報を見つけたのですが、本当でしょうか？ 工場設備で有害物質の分解や殺菌に酸化チタンを使っていますが、 照度を下げた方が良いケースもあるのでしょうか？ http://www.jin-corpo.jp/cgi-bin/jin-corpo/siteup.cgi?category=1&page=3 ご存知の方、宜しくお願いします。 またｗｅｂ上の参考文献など教えて頂けると更に助かります。
- ベストアンサー
- 化学
- 二酸化チタンと酸化チタンの違い
こんにちは。はじめまして。 最近手作りの化粧品を作っているのですが、「日焼け止め」も作ってます。クリームになるベースを作って、そこに「二酸化チタン」をまぜて日焼け止めとするのですが、ある材料ショップで「二酸化チタン」ではなく「酸化チタン」の名前で販売されていました。化学式はTiO2でまったく同じで「酸化チタン」と「二酸化チタン」は同一のものである、という説明が書いてあります。 また、ある本では「二酸化チタンには光毒性があるが、酸化チタンには毒性が確認されていない」との記述があるそうです。（成分表でわかる買いたい化粧品という本） 自分でオンラインで調べてみたところ、化学式が同じでも結晶構造によって用途が違うと書いてあるページを見つけたのですが、化粧品用に日焼け止めとして「二酸化チタン」と表示がある商品は、いったいどれにあたるのでしょうか？また、結晶構造が違うという理由で、化学式が同じあっても、人体に与える影響があったりなかったりするのでしょうか？？ 化粧品の化学に詳しい方がいらっしゃったら教えていただきたいのです。 よろしくお願いいたします。
- ベストアンサー
- 化学
- コスメの成分について教えて下さい。
アンプルールの化粧水を使用していて効果があったので、 美容液を購入しようかと思ったのですが、ふと成分が気になり 質問させて頂きます。 成分は下記の通りです。 水、グリセリン、ジメチコン、DPG、パルミチン酸イソプロピル、ペンチレングリコール、エチルヘキサン酸セチル、ソルビトール、BG、スクワラン、ペンタステアリン酸ポリグリセリル-10、ベヘニルアルコール、ステアリン酸グリセリル、ステアロイル乳酸Na、トコフェロール、アルブチン、1-メチルヒダントイン-2-イミド、(アクリレーツ/アクリル酸アルキル(C10-30))クロスポリマー、水添レシチン、マカデミアナッツ脂肪酸フィトステリル、乳酸Na、PCA-Na、テトラヘキシルデカン酸アスコルビル、ツボクサエキス、ハイドロキノン、グリチルレチン酸ステアリル、カンゾウ根エキス、プルーン分解物、セレブロシド、加水分解酵母、オリゴペプチド-34、ローズマリーエキス、ヒアルロン酸Na、加水分解シロガラシ種子エキス、セイヨウオオバコ種子エキス、スーパーオキシドジスムターゼ、セタルコニウムクロリド、カルボマー、キサンタンガム、水酸化Na、フェノキシエタノール、香料 ドクターズコスメなので、それ程気にしていなかったのですが、ポリマーが含まれていると 肌呼吸が出来なくなり肌に悪いと聞きました。（界面活性剤は良く無いだの。） 肌の状態（シミが薄くなった等）に合わせて使用をやめたりすれば良いのかもしれませんが、現時点では気づいていないけれど、継続して使うことで肌に悪いということはあるのでしょうか？ どの成分がどう悪いのか、お詳しいどなたかご教示頂ければ助かります。
- 締切済み
- コスメ・化粧品
お礼
早いご返答ありがとうございます． チタニアとポリマーが結合していることは確認できているのですが，今の段階では未反応TiOPrが残っているのかを確認する術がわからないので，今後も検討していきたいと思います． ありがとうございました．