酸化グラフェンをテンプレートに利用した各種金属酸化物ナノシートの調製法開発

Abstract

グラフェンの発見以来, 金属酸化物ナノシートの調製は材料化学の分野で最も興味深い課題の1つである. 我々は酸化グラフェンを鋳型に利用して, 金属酸化物ナノシートの簡単な調製法を開発した. 酸化グラフェン表面の含酸素官能基が金属酸化物前駆体の吸着点として作用するため, 金属酸化物前駆体は酸化グラフェン表面に安定化された. この試料をオートクレーブ内で180度Cに加熱することで, 金属酸化物ナノシートと還元型酸化グラフェンから構成される複合材料が生成した. またこの試料を空気中で加熱し酸化グラフェンを燃焼除去することで, 金属酸化物ナノシートを単離することができた.

Preparation of metal oxide nanosheets has been one of the most interesting topics in the field of materials chemistry since the discovery of graphene. We developed a facile method for the preparation of metal oxide nanosheets using graphene oxides as templates. Metal oxide precursors such as metal alkoxides and metal chlorides are stabilized on the surface of graphene oxides because oxygen-containing functional groups on the surfaces of graphene oxides work as anchoring sites for the metal oxide precursors. The composites of metal oxide nanosheets and reduced graphene oxides can be obtained by the treatment of graphene oxide with metal oxide precursors at 453 K in the autoclave. Free-standing metal oxide nanosheets can be also prepared by the calcination of the metal oxide nanosheet-reduced graphene oxide composites in air through the combustion of carbon atoms.