カチオン／アニオン界面活性剤混合系を利用したチタニア／界面活性剤複合粒子の調製とナノ構造制御

摘要

カナオン界面活性剤とアニオン界面活性剤の混合水溶液中で形成されるナノサイズの分子集合体の存在下で酸化硫酸チタrnンの加水分解・重縮合反応を行うことにより，ナノサイズの規則的構造を有するチタニア／界面活性剤複合粒子を調製した。rnまた，界面活性剤の混合比を変化させることにより規則構造の間隔および形態制御を試みた。カチオン界面活性剤にセナルトリrnメチルアンモニウムブロミド（CTAB），アニオン界面活性剤にソデイウムオクチルサルフエイト（SOS）を用いたところ，SOSrnの混合比が小さいときにはヘキサゴナル型の規則構造を有する粒子が得られ，規則構造の周期はSOS混合比の増大とともに増rn加した。一方，ある混合比を超えるとラメラ型の規則構造へと変化し，規則構造の周期は逆に減少することがわかった。また，rnアニオン界面活性剤としてSOSの替わりにソデイウムドデシルサルフエイト（SDS）またはソデイウムオクタノエート（SO）をrn用いた際にも同様の傾向が観測されたが，規則構造周期の絶対値ならびに相変化組成は界面活性剤種により変化した。以上のrn結果より，カチオン／アニオン界面活性剤混合比の変化により規則的構造の周期および形態をオングストロームオーダーで精密rnに制御できることがわかった。%Titania/surfactant composite particles with nanoscale ordered structure have been prepared by hydrolysis and condensation reactions of titanium oxysulfate in the presence of molecular assemblies formed at aqueous mixtures of cationic and anionic surfactants as structure-directing agents. When cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) and sodium octylsulfate (SOS) were used as cationic and anionic surfactants, respectively, particles with hexagonal type ordered nanostructure were obtained at CTAB-rich compositions and their repetition unit increased with increasing SOS content, while the hexagonal structure changed to lamellar structure at a certain SOS content and the repetition unit decreased above this content. These results showed that precise control of geometry and size of the nanoscale-ordered structure is possible by manipulation of the compositions of cationic CTAB and anionic SOS.