JP5442199B2 - 細粒化粒子の生成方法 - Google Patents
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Description
・固体酸化物燃料電池(カソード、アノード、電解質、および電極配線(interconnect));
・触媒材料(自動車の排気ガス、排ガス規制、化学合成、石油精製、廃棄物管理);
・磁気材料;
・超伝導セラミック;
・光電子材料;
・センサー(例えばガスセンサー、エンジン用燃料制御);
・構造セラミック(例えば人工関節)。
a)正確な化学組成;
b)異なる原子種の均一な分布;
c)正確な結晶構造;および
d)低コスト。
a)1またはそれ以上の金属陽イオンを含有する溶液の調製工程;
b)工程(a)からの溶液と1またはそれ以上の界面活性剤とを、界面活性剤ミセルが溶液中に形成され、これによってミセル液体を形成するような条件下で混合する工程;および
c)工程(b)からのミセル液体を加熱して、金属酸化物を形成する工程であって、加熱工程が、界面活性剤を除去し、これによって金属酸化物粒子を形成する温度および時間の間行なわれる工程。
複合金属酸化物は、酸化物相内に均一に分布する複数の金属元素を含む金属酸化物相からなり、生成方法は
a)(i)1つ以上の金属陽イオンを含む溶液、
(ii)界面活性剤ミセルが前記溶液中に形成され、これによってミセル液体を形成するように存在する界面活性剤、
(iii)金属又は金属化合物の形態で1つ以上の金属を含む固体や微粒子材料からなる混合化合物を製作し、
b)前記混合物を加熱して、酸化物相内に均一に分布する複数の金属元素を含み、界面活性剤を除去するための温度と時間とで加熱して前記複合金属酸化物粒子を形成する金属酸化物を形成し、1つ以上の金属がナノサイズ粒を有する複合金属酸化物に組み込まれる、ナノサイズ粒を有する複合金属酸化物粒子の生成方法を提供する。
本発明によって生成される複合酸化物は、単一相材料であってもよく、またはこれは多重相を含有してもよい。複合酸化物が多重相を含有する場合、各相は適切には、ほかの相に対して異なる組成を有する。これらの多重相の1またはそれ以上は、単一金属の酸化物を含んでいてもよい。あるいはまた、これらの相の1またはそれ以上は、複合金属酸化物相を含んでいてもよい。これらの多重相はまた、単一金属の酸化物の1またはそれ以上の相、および複合酸化物の1またはそれ以上の相を含んでいてもよい。
i)工程(a)の混合物中に過剰微粒子材料を有し、したがって組み合わされていない微粒子材料は、すべての先駆物質混合物が微粒子材料と組み合わされた後に残留する工程;または
ii)例えば酸化物形成メカニズムを停止することによって、酸化物形成の程度を制御し、したがって不完全な反応が発生する工程。
粒子が形成される場合、これらの粒子は好ましくは、これらの粒の凝塊物である。この実施形態において、これらの粒は、適切にはともに軽く焼結される。
金属陽イオン溶液を調製するために、いくつかの溶媒を用いることができる。これらの溶媒は好ましくは、水性ベースの溶媒である。適切な溶媒の例は、水、硝酸、塩酸、硫酸、フッ化水素酸、アンモニア、アルコール、およびこれらの混合物を包含する。このリストは網羅的であると考えるべきでなく、本発明は、すべての適切な溶媒の使用を包含すると考えるべきである。
i.典型的には高温への加熱による熱処理;
ii.沈殿、好ましくは次いで熱処理;
iii.加水分解、好ましくは次いで熱処理;
iv.ゲル化、好ましくは次いで熱処理;
v.焼成;
vi.熱分解。
いくつかの実施形態において、本発明の工程(b)は、溶解された金属陽イオンが、微粒子材料と相互混合された固体先駆物質相を最初に形成するように混合物を処理する工程を包含する。固体先駆物質相および微粒子材料は、次いで組み合わされて、1または複数の複合金属酸化物相を形成する。このような実施形態において、工程(b)は、1または複数の酸化物相を形成するために、固体先駆物質相と微粒子材料との組み合わせを容易にする熱処理工程を含んでいてもよい。いくつかの実施形態において、熱処理はまた、工程(a)の混合物からの固体先駆物質相の形成も補助する。
a)1またはそれ以上の金属陽イオンを含有する溶液を調製する工程;
b)工程(a)からの溶液と界面活性剤とを、界面活性剤ミセルが溶液中に形成され、これによってミセル液体を形成するような条件下で混合する工程;および
c)工程(b)からのミセル液体を加熱して、金属酸化物を形成する工程であって、加熱工程が、界面活性剤を除去し、これによって金属酸化物粒子を形成するための温度および時間の間実施される工程
を含む方法において、
工程(c)において加熱されたミセル液体はまた、1または複数の金属もしくは金属化合物の形態にある1またはそれ以上のさらなる金属を含有する微粒子材料も含有し、1またはそれ以上のさらなる金属は、工程(c)において生成されたナノサイズ粒を有する金属酸化物粒子中に組み込まれることを特徴とする方法を提供する。
陰イオン性界面活性剤:
ナトリウムドデシルスルフェートCH3(CH2)11OSO3NA。
いくつかの製造業者があるようである。シグマ(Sigma)は一例である。
セチルトリメチルアンモニウムクロライドCH3(CH2)15N(CH3)3Clアルドリッチ
セチルトリメチルアンモニウムブロマイドCH3(CH2)15N(CH3)3BTアルドリッチ
セチルピリジニウムクロライドC21H38NClシグマ。
このリストは、網羅的と考えるべきでない。
加熱工程の結果として、金属酸化物の形成およびこれらの粒子の細孔構造を生じる。加熱工程は、1または複数の金属酸化物の形成を結果として生じるあらゆる熱処理を包含する。加熱工程は、高温、例えば200℃〜1,300℃への加熱を包含しうる。実際の温度および加熱時間はいくぶん、生成される特定の酸化物に応じる。当業者なら、必要とされる温度、およびあらゆる特定の金属酸化物を形成するために必要とされる加熱時間を、容易に確認することができるであろう。
加熱工程は、最大の所望温度への急速加熱を包含しうるか、またはこれは、はるかにより厳密に制御された熱処理法(regime)を包含しうる。例えば加熱工程は、制御された雰囲気下に実施されてもよい。加熱工程は、混合物を乾燥するための乾燥温度(一般に混合物の沸騰温度以下)への加熱、次いで最大適用温度までのゆっくりとした傾斜、または次いで、最終的に最大適用温度に達する前に中間温度までの一連の漸進的増加を包含しうる。加熱工程の時間は、幅広く様々であってもよく、工程(c)における好ましい時間は、15分〜24時間である。工程(c)は、金属酸化物粒子の形成を結果として生じるすべての加熱プロフィールを包含することが意図されていると理解されるであろう。
向上した高温安定性の複合金属酸化物を生成するための細孔形成材料の使用は、本発明者らの同時係属米国仮特許出願番号第US(60/538867号)に記載されている。これの内容全体は、相互参照により本明細書に組み込まれる。
式La0.5Sr0.25Pd0.018Ni0.04Ti0.942Oxの複合金属酸化物を、次のように生成した。これは、本質的に単相の化合物の一例である。
Tiベースのナノ粒子を製造するために、公知方法と同様な方法を用いた。45.24gのチタンイソプロポキシドと酢酸とを、4:1イソプロポキシド:酢酸モル比において混合した。混合物を次いで、約150mlの水へ添加し、凝塊ナノ粒子の白色塊体が形成され、これを、遠心分離によって水から分離した。この方法によって生成されたナノ粒子は、約3nm直径のほぼ等軸の粒子であると考えられ、Ti、O、およびHからなる。
その他の必要とされる要素を含有する溶液を、40mlの水、10g硝酸、34.84gランタンニトレート六水和物、8.51gストロンチウムニトレート、0.76gニッケルカーボネート、および3.08gのパラジウムニトレート溶液(10%)を混合することによって形成した。
チタンベースのナノ粒子を、溶液へ添加し、約50℃で攪拌した。これらの粒子は溶液中に分散された。16.15gのモナーク(Monarch)1300カーボンブラックを、溶液へ添加し、高速攪拌機を用いて混ぜ入れた。次いで64gのエルノン(Erunon)LA4界面活性剤を添加し、再び高速攪拌機を用いて混ぜ入れた。
最終ミックスを、ゆっくりと650℃へ熱処理し、次いで800℃で2時間処理した。XRDトレースは大部分、少量の不純物相をともなう、必要とされるペロブスカイト相を示した。TEMは、粒サイズが15nm〜100nmで、平均粒サイズが約40nmのほぼ等軸の粒を示した。
公称式La0.8Sr0.2Pd0.024Ni0.04Ti0.936Oxプラス10%CeO2の化合物を、第二熱処理が1,000℃で実施されること以外、実施例1と同様な方法を用いて生成した。これは、多重の異なる相を有する複合化合物の一例である。XRD分析は、主要相としてのLa0.5Sr0.25TiO3相およびいくつかのほかの相の存在を示した。TEMは、材料の平均粒サイズが約40nmであることを示した。
公称式La0.8Sr0.2Pd0.03Ni0.04Cu0.03Ti0.9Oxプラス10%CeO2の化合物を、実施例2と同様な方法を用いて生成した。XRD分析はここでもまた、主要相としてのLa0.5Sr0.25TiO3相およびいくつかのほかの相の存在を示した。TEMは、材料の平均粒サイズが約40nmであることを示した。
式La0.5Sr0.25Pd0.018Ni0.04Ti0.942Oxの複合金属酸化物を、エルノンLA2界面活性剤をエルノンLA4の代わりに用いたこと以外、実施例1と同じ方法で生成した。XRDトレースは大部分、少量の不純物相をともなう、必要とされるペロブスカイト相を示した。TEMは、約30nmの平均粒サイズを示した。
式La0.5Sr0.25Pd0.018Ni0.04Ti0.942Oxの複合金属酸化物を、ポリエチレングリコール(分子量約 をエルノンLA4の代わりに用いたこと以外、実施例1と同じ方法で生成した。XRDトレースは大部分、少量の不純物相をともなう、必要とされるペロブスカイト相を示した。TEMは、約40nmの平均粒サイズを示した。
式MgAl2O4の複合金属酸化物を、次の手順によって生成した。29.07gのアルミニウムヒドロキシドナノ粒子、ディスパル(Dispal)23N4−80(サゾル社(Sasol Corporation))を、260mlの水中に分散した。55.19gのマグネシウムニトレート六水和物を、100mlの水中に溶解した。溶液を、この分散液へ添加し、次いで16gのレーブン(Raven)850カーボンブラック(コロンビアン・ケミカルズ(Columbian Chemicals))を添加した。混合物を、高速攪拌機を用いて攪拌し、次いで64gのエルノンLA4界面活性剤を添加し、次いでさらに攪拌した。混合物をゆっくりと500℃へ加熱した。XRDは、材料がMgAl2O4スピネル相であることを示し、TEMは、平均粒サイズが約20nmであることを示した。
式CuAl2O4の複合金属酸化物を、熱処理が500℃から続行されたこと、およびサンプルを500℃、900℃、および1,000℃で採取したこと以外、実施例6と同様な方法で生成した。
図1は、これら3つの温度で採取されたサンプルからのXRDトレースを示している。これらの相がCuOおよびアルミナ(アルミナピークは、この図面でははっきりとは見えない)であることを、500℃において見ることができる。熱処理が進行するにつれて、CuAl2O4が形成し、増加するが、一方で、CuOおよびアルミナは減少する。明らかに、CuO、CuAl2O4、およびアルミナの所望の混合物を得るために、熱処理のどの段階でもこの反応を停止することができる。
TEMは、900℃および1,000℃での熱処理後の平均粒サイズが、それぞれ約40nmおよび約250nmである、ほぼ等軸の粒を示した。
CuAl2O4は、アルミニウムが溶解アルミニウムニトレート九水和物を介して供給され、微粒子物質が用いられないこと以外、実施例7と同様な方法で生成された。表1は、850℃、900℃、および1,000℃への熱処理後に得られた表面積を比較する。これらの熱処理後、XRDトレースは、材料および実施例7の材料について非常に類似していた。すなわち、CuAl2O4の形成度は非常に類似していた。明らかに、実施例7の材料は、より高い温度においてかなり高い表面積を有する。
(a)生成された金属酸化物は、極端に小さい粒サイズを有する。例えば、二酸化セリウム材料は、約2〜約10ナノメートルの範囲の粒サイズを有する;
(b)生成された金属酸化物は、非常に結晶質である。すなわち、これらは高度の原子秩序を有する。これは、ほとんど原子結晶性を有していない、大部分の界面活性剤テンプレート材料よりも優れた大きい利点である;
(c)極端に高い表面積を、いくつかの金属酸化物について得ることができる(先行技術の方法と比較して)。その結果生じた粉末の表面積は、用いられる界面活性剤の型、金属イオンの型、および熱処理に応じる。同様に塩の型(例えば硝酸塩、酢酸塩、塩化物など)も、表面積に影響しうるように見える;
(d)非常に複合した多成分金属酸化物を、本発明を用いて生成することができる;
(e)多相金属酸化物を生成することができる;
(f)向上した熱安定性を有する金属酸化物を生成することができる;
(g)この方法は、低コスト原料および単純な加工処理技術を用いる。これはしたがって極端に安価である;
(h)ゲルの加熱が実施される場合、これらのゲルは、秩序のある界面活性剤構造からなる。しかしながら、この秩序のある構造は、最終材料中には確かに存在しない。これに加えて、細孔サイズ分布は非常に幅広く、このことは、これらの細孔が、界面活性剤ミセルの単純なバーンアウトの結果生じるわけではないことを示している。したがってこの細孔構造は、既に記載されている界面活性剤テンプレート材料におけるものとは有意に異なる。
(i)1またはそれ以上のさらなる金属を含有する先駆物質材料が耐火性であり、溶解が難しいか、またはほかの溶媒または溶液状の化合物と(例えば、金属化合物の望まれない沈殿または共沈を引起こすことによって)相溶性でない溶液中にのみ溶解する場合、1またはそれ以上のさらなる金属を含有する微粒子材料は、溶解を必要とすることなく、この方法への先駆物質もしくは供給材料の1つとして用いられうる。このことは、加工処理を単純化するが、一方で、驚くべきことに、適切な特性を有する混合金属酸化物粒子が得られるようにする。
Claims (26)
- ナノサイズ粒を有する複合金属酸化物粒子の生成方法であって、複合金属酸化物は、酸化物相内に均一に分布する複数の金属元素を含む金属酸化物相からなり、該生成方法は
a)(i)1つ以上の金属陽イオンを含む溶液、
(ii)界面活性剤ミセルが前記溶液中に形成され、これによってミセル液体を形成するように存在する界面活性剤、
(iii)金属又は金属化合物の形態で1つ以上のさらなる金属を含む固体の微粒子材料からなる混合化合物を製作し、
b)前記混合物を前記界面活性剤を除去するための温度と時間とで加熱して、酸化物相内に均一に分布する複数の金属元素を含み、前記複合金属酸化物粒子を形成する前記複合金属酸化物を形成し、前記1つ以上のさらなる金属がナノサイズ粒を有する前記複合金属酸化物に組み込まれる、
ナノサイズ粒を有する複合金属酸化物粒子を生成する方法。 - 前記混合物を処理してゲルを形成する工程、および前記ゲルを加熱して、前記複合金属酸化物粒子を形成する工程からなる、請求項1に記載の方法。
- 前記界面活性剤が、非イオン性界面活性剤、陽イオン性界面活性剤、陰イオン性界面活性剤、および双性イオン性界面活性剤から選択する、請求項1または2に記載の方法。
- 前記微粒子材料は、前記複合金属酸化物の粒サイズと類似であるか、またはこれよりも小さい粒子サイズを有する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記微粒子材料は、前記混合物全体に均一に分散される、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記粒子は、水または溶液中に分散され、1またはそれ以上の可溶性金属塩、または金属陽イオンを含有する溶液が、その後これへ添加されて、分散粒子を含有する金属陽イオンの溶液を形成する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記粒子は、ミセル液体の形成に先立って、工程(a)からの1または複数の金属陽イオンを含有する溶液中に分散される、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記微粒子材料は、1つの金属、または複数の金属もしくは金属合金の混合物の粒子、または金属化合物の粒子、または異なる金属化合物の粒子の混合物、または混合金属化合物を含有する粒子、またはこれらの混合物を含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記粒子は、酸化物、硝酸塩、塩化物、硫酸塩、水酸化物、より複合したオキシ水素化物、またはこれらの混合物の形態にある、請求項8に記載の方法。
- 前記混合物の加熱は、それによって前記複合金属酸化物粒子を形成するのに十分な高温である、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
- 加熱する前に、界面活性剤/液体混合物をゲルにする処理が行われ、加熱はゲルを加熱することになる、請求項10に記載の方法。
- 前記複合金属酸化物の形成に先立って、細孔形成材料を前記混合物へ添加する工程であって、前記細孔形成材料が、前記複合金属酸化物の形成する工程の間か、または金属酸化物の形成後に除去されて、多孔質複合金属酸化物を残す工程も含む、請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記細孔形成材料が、ポリマーベースの細孔形成剤、ポリマーベースの粒子である、請求項12に記載の方法。
- 前記細孔形成材料が、7nm〜250nmの範囲内の細孔サイズを生じるように選択される、請求項12または13に記載の方法。
- 前記複合酸化物が、単一相材料を含む、請求項1〜14のいずれか一項に記載の方法。
- 前記複合酸化物が、多重相を含む、請求項1〜14のいずれか一項に記載の方法。
- 前記多重相の1またはそれ以上が、単一金属の酸化物を含む、請求項16に記載の方法。
- 前記多重相の1またはそれ以上が、複合金属酸化物相を含む、請求項16に記載の方法。
- 前記多重相は、単一金属の酸化物の1またはそれ以上の相、および複合酸化物の1またはそれ以上の相を含む、請求項16に記載の方法。
- 前記微粒子材料と1またはそれ以上の金属陽イオンとの不完全な組み合わせが発生し、したがって酸化物相の1つが、前記微粒子材料のみから由来する金属を含有する酸化物相を含む、請求項16〜19のいずれか一項に記載の方法。
- 前記微粒子材料は、前記複合金属酸化物を形成するのに必要とされる量を超えて添加される、請求項20に記載の方法。
- 前記酸化物相の形成は、1または複数の前記酸化物相を形成するために、前記微粒子材料のすべてが金属陽イオンと組み合わされる前に終了する、請求項20に記載の方法。
- 前記金属酸化物が、1またはそれ以上のさらなる金属を含む、請求項1〜22のいずれか一項に記載の方法。
- 前記1またはそれ以上のさらなる金属は、前記酸化物上またはその中に、金属材料の領域を形成して存在する、請求項23に記載の方法。
- 前記1またはそれ以上のさらなる金属は、1またはそれ以上の白金族金属である、請求項23または24に記載の方法。
- 前記1またはそれ以上のさらなる金属は、金、銀、銅、コバルト、またはニッケルの1またはそれ以上から選択される、請求項23または24に記載の方法。
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KR20100073704A (ko) * | 2008-12-23 | 2010-07-01 | 삼성전기주식회사 | 복합산화물 나노 입자의 제조방법 및 그로부터 제조된 복합산화물 나노입자 |
DE102011108620B4 (de) * | 2011-07-22 | 2015-08-27 | Technische Universität Dresden | Verfahren zur Herstellung eines Bauelements für Hochtemperaturanwendungen, mit dem Verfahren hergestelltes Bauteil sowie seine Verwendung |
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US9343202B2 (en) | 2013-08-07 | 2016-05-17 | The Regents Of The University Of California | Transparent metal oxide nanoparticle compositions, methods of manufacture thereof and articles comprising the same |
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JPS62132708A (ja) * | 1985-12-03 | 1987-06-16 | Nok Corp | セラミツクス超微粒子の製造法 |
US4764493A (en) * | 1986-06-16 | 1988-08-16 | Corning Glass Works | Method for the production of mono-size powders of barium titanate |
WO1988002921A2 (en) | 1986-10-16 | 1988-04-21 | Raychem Corporation | Metal oxide varistors, precursor powder compositions and methods for preparing same |
GB8709515D0 (en) | 1987-04-22 | 1987-05-28 | Tioxide Group Plc | Stabilised metallic oxides |
JPH0735253B2 (ja) * | 1990-02-09 | 1995-04-19 | 株式会社日本触媒 | ジルコニアまたはジルコニア系球状粒子および金属担持ジルコニアまたはジルコニア系球状粒子の製造方法 |
WO1993014022A1 (en) | 1992-01-15 | 1993-07-22 | Battelle Memorial Institute | Process of forming metal compounds using reverse micelle or reverse microemulsion systems |
US5284614A (en) * | 1992-06-01 | 1994-02-08 | General Electric Company | Method of forming fine dispersion of ceria in tungsten |
JP3321902B2 (ja) * | 1993-06-07 | 2002-09-09 | 株式会社村田製作所 | 電子セラミックス原料粉体の製造方法 |
US5788950A (en) | 1994-08-03 | 1998-08-04 | Showa Denko K.K. | Method for the synthesis of mixed metal oxide powders |
JPH08119633A (ja) * | 1994-10-25 | 1996-05-14 | Sony Corp | チタン酸バリウム微粒子の製造方法 |
US5698483A (en) | 1995-03-17 | 1997-12-16 | Institute Of Gas Technology | Process for preparing nanosized powder |
US6027958A (en) * | 1996-07-11 | 2000-02-22 | Kopin Corporation | Transferred flexible integrated circuit |
US6139816A (en) | 1997-06-09 | 2000-10-31 | Merck Kanto Advanced Chemical Ltd | Process for the preparation of ultra-fine powders of metal oxides |
RU2203217C2 (ru) * | 1997-07-10 | 2003-04-27 | Мерк Патент Гмбх | Способ получения ультратонких порошков оксидов металлов |
JP4184487B2 (ja) | 1997-08-15 | 2008-11-19 | 昭和電工株式会社 | 二酸化チタン微粒子の製造方法 |
US5879715A (en) | 1997-09-02 | 1999-03-09 | Ceramem Corporation | Process and system for production of inorganic nanoparticles |
US20020025294A1 (en) * | 1997-12-15 | 2002-02-28 | Dugger Cortland Otis | Production of cationically-homogeneous nanostructured refractory oxides at reduced temperatures |
JP4316064B2 (ja) * | 1998-09-18 | 2009-08-19 | 古河機械金属株式会社 | 酸化チタン系光触媒微粒子の製造方法 |
DE19852547A1 (de) | 1998-11-13 | 2000-05-18 | Studiengesellschaft Kohle Mbh | Wasserlösliche nanostrukturierte Metalloxid-Kolloide und Verfahren zu ihrer Herstellung |
ATE287584T1 (de) * | 1998-12-01 | 2005-02-15 | Univ Michigan | Ultrafeine pulver und ihre verwendung als lasermedien |
KR100431213B1 (ko) | 1998-12-11 | 2004-05-12 | 쇼와 덴코 가부시키가이샤 | 페로브스카이트형 티탄 함유 복합 산화물 입자, 그 졸과 제조방법 및 박막 |
US6365555B1 (en) * | 1999-10-25 | 2002-04-02 | Worcester Polytechnic Institute | Method of preparing metal containing compounds using hydrodynamic cavitation |
ES2223372T3 (es) * | 1999-12-06 | 2005-03-01 | Haldor Topsoe A/S | Procedimiento depreparacion de monocristales de zeolita. |
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US6752979B1 (en) * | 2000-11-21 | 2004-06-22 | Very Small Particle Company Pty Ltd | Production of metal oxide particles with nano-sized grains |
FR2819432B1 (fr) * | 2001-01-18 | 2003-04-11 | Rhodia Chimie Sa | Catalyseur mesostructure integrant des particules de dimensions nanometriques |
US6528451B2 (en) * | 2001-03-13 | 2003-03-04 | W.R. Grace & Co.-Conn. | Catalyst support material having high oxygen storage capacity and method of preparation thereof |
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