ナイスペース(層間)における化学種の相互作用と運動性に関する研究

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06453060
• Research Institution: Okayama University of Science
• Principal Investigator: 橘高 茂治 岡山理科大学, 理学部, 教授 (60068905)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 竹中 亨 岡山理科大学, 理学部, 教授 (00027020)
• Keywords: 層状物質 / ナノスペース / 五酸化バナジウム水和物 / 分子運動性 / 層間反応性 / 層間水 / 光学的反応性

Research Abstract

平成6年度は五酸化バナジウム水和物の層間における化学種の挙動に関して以下の研究を行った。
(1)層間への陽イオン(Ag^+、K^+、Cu^<2+>)の導入の過程とその状態を調べた。これらのイオンをイオン交換によって導入すると、層間への水分子の吸着は一層に限られる。AgとKイオンの導入実験に際して、これまで見出されていなかったホストとの新しい化学反応が観察された。
(2)層間におけるアンモニアの水分子との相互作用を調べるため、アンモニアの吸着状態に対する水分子の影響をFT-IRを用いて調べた。乾燥した試料にはアンモニアはC3vの対称を持つ分子状吸着をする。これに水分子が導入されるとTd対称性のNH^<4+>になる。この系に飽和水蒸気を長時間接触すると、層面に対してトポタクテイックなNH_4VO_3の結晶成長が観察された。
(3)水分子はこの物質を構成する基本物質の一つであるが、水分子の吸着状態については殆ど明らかにされていない。五酸化バナジウム水和物が斜方晶系の繊維状テクスチャーを持つことを利用して、ZnSe板状にc-面が平行になるように配向、塗布し、吸着した水分子の配向を偏向赤外分光によって調べた。また層間におけるプロトンによる伝導の異方性をインピーダンス測定によって調べた。その結果、層間に2分子層が完成されるまでは吸着分子の方向はa、b-面においては等方的であるが、2分子層完成と同時にa-軸方向に整列することが明らかとなった。この現象は電気伝導性と非常によい対応性が観察された。
(4)層間における水分子の運動性を調べるため、吸着速度測定、中性子散乱測定を行った。7年度にこれらの測定を続けるとともに解析を行う。

Research Products

• [Publications] 橘高茂治: "Photochimical Formation of V^<4+> in a Layered Vanadium Pentoxide Hydrate" Mat.Res.Soc.Symp.Proc.346. 697-702 (1994)
• [Publications] 橘高茂治: "Electron Microscope Study of Revoluing Crystal Growth of β-Vanadium Oxlde Hydrate" Mat.Res.Soc.Symp.Proc.346. 691-695 (1994)