層状ペロブスカイト-有機複合体の作製及びその光応答性電気伝導への応用

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10555221
• Research Institution: Waseda University
• Principal Investigator: 菅原 義之 早稲田大学, 理工学部, 助教授 (50196698)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 杉本 渉 信州大学, 繊維学部, 助手 ; 黒田 一幸 早稲田大学, 理工学部, 教授 (90130872)
• Keywords: 無機・有機複合体 / 層状ペロブスカイト / 有機修飾 / アルキルアミン / インターカレーション / 低酸化Nb / 酸処理 / 光化学的性質

Research Abstract

平成11年度は新しいホスト化合物の合成ルートの探索を中心に検討を行った。
1) 新しいホスト化合物の合成
Aurivillius相は一般式Bi_2O_2[A_<n-1>B_nO_<3n+1>]で表わされ、ペロブスカイト構造2[A_<n-1>B_nO_<3n+1>]と(Bi_2O_2)2次元シートからなる。そこでこれらの化合物の中からBサイトがNbである(Bi_2O_2)[SrNaNb_3O_<10>]とBサイトがTaである(Bi_2O_2)[SrTa_2O_7]を塩酸で処理する事により、新しいH型ホスト化合物H_2[SrNaNb_3O_<10>]とH_2[SrTa_2O_7]を合成した。生成物の構造は、層内の規則性を保ったまま層に垂直方向の格子だけが縮小したものであった。また、組成分析の結果、80%のBiが溶出しており、構造解析の結果から考えて、(Bi_2O_2)層が溶出したものと考えられた。また一部のSrが溶出していたことから、BiとSrが出発のAurivillius相中で相互置換をしていた結果、Biの一部が残存したものと考えられた。
2) 無機―有機複合体の合成
1)で得られたH型層状ペロブスカイトH_2[SrNaNb_3O_<10>]とH_2[SrTa_2O_7]とn-アルキルアミンの反応を行った結果、層間にn-アルキルアミンが進入し、層間化合物が形成したことが明かとなった。交換量を元素分析値から計算したところ、[SrNaNb_3O_<10>]あるいは[SrTa_2O_7]あたり約1.0であり、インターカレートする最大量の約半分に相当するアミンが層間に取り込まれたことが明かとなった。

Research Products

• [Publications] Sugimoto et al.: "New Conversion Reaction of an Aurivillius Phase into the Protonated Form of the Layered Perovskite by the Selective Leaching of the Bismuth Oxide Sheet"J. Am. Chem. Soc.. 121. 11602-11603 (1999)
• [Publications] Sugimoto et al.: "Synthesis and Structures of Reduced Niobates with Four Perovskite-Like Layers and Their Semiconduction Properties"J. Solid-State Chem.. 148. 508-512 (1999)