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Biomolecule-assisted synthesis of hierarchical multilayered boehmite and alumina nanosheets for enhanced molybdenum adsorption

モリブデン吸着を強化するための階層的多層ベーマイトおよびアルミナナノシートの生体分子支援合成

Saptiama, I.*; Kaneti, Y. V.*; Yuliarto, B.*; 熊田 博明*; 土谷 邦彦 ; 藤田 善貴   ; Malgras, V.*; 福光 延吉*; 榮 武二*; 籏野 健太郎*; 有賀 克彦*; 菅原 義之*; 山内 悠輔*

Saptiama, I.*; Kaneti, Y. V.*; Yuliarto, B.*; Kumada, Hiroaki*; Tsuchiya, Kunihiko; Fujita, Yoshitaka; Malgras, V.*; Fukumitsu, Nobuyoshi*; Sakae, Takeji*; Hatano, Kentaro*; Ariga, Katsuhiko*; Sugahara, Yoshiyuki*; Yamauchi, Yusuke*

ユニークな階層的多層構造を持つメソポーラスベーマイト($$gamma$$-AlOOH)およびガンマ-アルミナ($$gamma$$-Al$$_{2}$$O$$_{3}$$)ナノシート合成のために様々な生体分子の効果的な利用が実証されている。生体分子の性質と濃度は、得られる$$gamma$$-AlOOHおよび$$gamma$$-Al$$_{2}$$O$$_{3}$$ナノシートの結晶度,形態および組織特性に強く影響し、容易に調整可能である。生体分子を用いて合成された階層型$$gamma$$-AlOOHおよび$$gamma$$-Al$$_{2}$$O$$_{3}$$多層ナノシートは、生体分子なしで合成したものと比較して、結晶度の向上、粒子分離の改善および明確な多層構造を示した。さらに、これらの$$gamma$$-AlOOHおよび$$gamma$$-Al$$_{2}$$O$$_{3}$$ナノシートは、メソポーラス構造と階層的な多層構造により、それぞれ425, 371m$$^{2}$$/gの高い比表面積を有していた。医療用ラジオアイソトープ製造のためのモリブデン吸着材に適用した結果、階層型$$gamma$$-Al$$_{2}$$O$$_{3}$$多層ナノシートは33.1$$sim$$40.8mg-Mo/gのMo吸着容量を有した。このMo吸着性能は、結晶度,比表面積および細孔容積の相乗的な組合せによる影響を受ける。提案された生体分子支援合成方法は、将来、他の3Dメソポーラス酸化物の合成に発展する可能性がある。

The effective utilization of various biomolecules for creating a series of mesoporous boehmite ($$gamma$$-AlOOH) and gamma-alumina ($$gamma$$-Al$$_{2}$$O$$_{3}$$) nanosheets with unique hierarchical multilayered structures is demonstrated. The nature and concentration of the biomolecules strongly influence the degree of the crystallinity, the morphology, and the textural properties of the resulting $$gamma$$-AlOOH and $$gamma$$-Al$$_{2}$$O$$_{3}$$ nanosheets, allowing for easy tuning. The hierarchical $$gamma$$-AlOOH and $$gamma$$-Al$$_{2}$$O$$_{3}$$ multilayered nanosheets synthesized by using biomolecules exhibit enhanced crystallinity, improved particle separation, and well-defined multilayered structures compared to those obtained without biomolecules. More impressively, these $$gamma$$-AlOOH and $$gamma$$-Al$$_{2}$$O$$_{3}$$ nanosheets possess high surface areas up to 425 and 371 m$$^{2}$$/g, respectively, due to their mesoporous nature and hierarchical multilayered structure. When employed for molybdenum adsorption toward medical radioisotope production, the hierarchical $$gamma$$-Al$$_{2}$$O$$_{3}$$ multilayered nanosheets exhibit Mo adsorption capacities of 33.1$$sim$$40.8mg-Mo/g.

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分野:Chemistry, Multidisciplinary

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