層間水がもたらす層状複水酸化物のホストゲスト相互作用：陰イオン選択性の理解と応用

• Project/Area Number: 24K08045
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 26020:Inorganic materials and properties-related
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 藤井 康裕 大阪大学, 先導的学際研究機構, 特任講師(常勤) (50432050)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 笹井 亮 島根大学, 学術研究院環境システム科学系, 教授 (60314051) ; 森吉 千佳子 広島大学, 先進理工系科学研究科(理), 教授 (00325143) ; 大石 栄一 立命館大学, 総合科学技術研究機構, 研究員 (90979478)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2026: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2025: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2024: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: 層状複水酸化物 / イオン交換選択性 / ラマン散乱分光 / 精密構造解析 / 水熱合成

Outline of Research at the Start

層状複水酸化物（LDH）は、「2価および3価の金属イオンの水酸化物からなるホスト層」と、「ゲスト陰イオンおよび層間水からなる層」が交互に積層した化合物である。LDHは水中でイオン交換性を示し、構成する金属の種類や組成比に応じて陰イオンの取り込まれやすさ（陰イオン選択性）が変化するため、有害陰イオンの選択的除去への応用が期待されている。LDHの陰イオン選択性の決定には層間の“水”が関わっていることが示唆されているものの、そのメカニズムは明らかになっていない。そこで本課題では，ラマン分光およびX線構造解析を用いて、ホスト層とゲスト陰イオンとの相互作用に“水”が如何に関わっているのかを明らかにする。