比表面积细孔分布粒度分布测定-日本分析化学会.PDF

比表面積，細孔分布，粒度分布測定 ナノ粒子やナノ細孔を持った材料が，近年大きく発展をしている。これらの材料に 使われる粒子を，その組成や構造から評価することは極めて重要ではあるが，このよ うな材料はむしろ，表面積の大きさによってその活性が左右されることが少なくな い。表面積は粒子自身の大きさ，そして粒子が持つ細孔の大きさによって決まる。本 稿では，表面積測定，細孔分布測定，および粒度分布測定を，実際の測定例をまじえ ながら解説する。 野 呂 純 二，加 藤 淳 1 は じ めに 触媒をはじめとする粉体材料は，古くから環境保護や 化学合成の分野で発展し，最近は材料の高機能化の一助 を担うようになってきている。このような粉末材料の活 性や選択性を調べることは，粉末材料の更なる高機能化 を促進するためには極めて重要である。これらを分析的 に評価する手法を図1 に概念図として示した。もちろ んこれがすべてではないが，一般的によく行われる分 析，評価方法を列記してみた。本図の中の化学分析法な どによる定性，定量分析，およびX 線などにより結晶 構造を同定する手法は，粉末材料を評価する上では極め て重要ではあるが，試料のバルクの性質のみしか把握で きない。従って，いくつかの材料をこれらの手法で分析 図 粉末材料の評価方法 1 し，例えそれらの結果が同じであったとしても，性質が 全く異なったものができるということも珍しくない。触 媒をはじめとする粉末材料は，そのほとんどの場合，反 するということが知られているため，ゴム内に存在する 応が粉末表面で進行すると考えてよい。このため，表面 これらの粒子の粒度分布の測定が必要となる。 積が大きくなるほどその活性は相対的に高くなると考え 本稿では，表面積測定，細孔分布測定，および粒度分 ることができる。粉末材料の粒子が小さいほど，また， 布測定を，実際の測定例を交えながら解説する。細孔分 試料に孔が開いていて，その孔が小さくなるほど，表面 布測定，および粒度分布測定は測定対象の試料，そして 積は大きくなる。このために，図1 の比表面積そのも その粒子や細孔の大きさにより様々な測定手法を使い分 のの測定，粒子の大きさを測る粒度分布測定，そして孔 ける。図2 に粒子，および細孔の大きさと，今回解説 の大きさを測る細孔分布測定は粒子を評価する上で極め を行う測定手法との関係を示した。今回は比較的一般的 て重要となる。 なもの，および最近注目を浴びてきているものを取り上 粒度分布や細孔分布の測定は粉末材料だけにはとどま げるが，このほかにも優れた測定方法が数多くあること らない。例えばシリコンウェハー上の機能性材料の一つ を記しておく。 である絶縁性の機能を持つ有機薄膜は，膜に存在する孔 2 ガス吸着法による表面積測定，細孔分布測 の大きさや分布によりその絶縁性能が左右されるといわ 定 れている。このため，膜に含まれる孔の細孔分布の測定 が必要となる。またゴムなどに添加されるカーボンブ 固体の表面と気体，あるいは液体との相互作用には， ラックやシリカなどは，その大きさがゴムの強度を左右 一般的には物理吸着と化学吸着があるが，ガス吸着法に Analysis o