超高比表面積カルコゲナイドエアロゲルによる汚染物質除去

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K05877
• Research Institution: 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群)
• Principal Investigator: 北沢 信章 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工, 電気情報学群, 教授 (60272697)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: カルコゲナイドゲル / 溶媒交換法 / 凍結乾燥法 / カルコゲナイド多孔体

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、金属カルコゲナイド錯体が金属イオンで架橋されたカルコゲナイドゲルの乾燥プロセスを制御することによってカルコゲナイド多孔体を合成し、有害物質に対する吸着材や化学エネルギー製造のための触媒応用を目指している。平成28年度は、(1)新規カルコゲナイド湿潤バルクゲル体の合成、(2)溶媒交換法によるカルコゲナイド多孔体の合成、および、(3)凍結乾燥法によるカルコゲナイド多孔体の合成、について検討した。
(1)新規カルコゲナイド湿潤バルクゲル体の合成では、カルコゲナイド錯体としてテトラチオモリブデンイオンを用い、金属イオンとして銅二価イオン、コバルト二価イオン、ニッケル二価イオン、スズ二価イオン、およびスズ四価イオンを共通溶媒であるホルムアミドに溶解させるとカルコゲナイド化合物特有の黒色を呈した均一ゾルが生成することを見出した。これらの均一ゾルを熟成させると、カルコゲナイド錯体と金属イオンとの架橋反応の進行に伴うゲル化とゲル収縮が生じ、黒色の湿潤バルクゲル体が合成された。
(2)溶媒交換法によるカルコゲナイド多孔体の合成では、湿潤バルクゲル体中の残存溶媒を表面張力が小さい揮発性溶媒に溶媒交換した後に乾燥する方法を検討した。現在、溶媒交換条件について検討中である。
(3)凍結乾燥法によるカルコゲナイド多孔体の合成では、合成された新規カルコゲナイド湿潤バルクゲル体中の残存溶媒をt-ブチルアルコールに溶媒交換した後、凍結乾燥を行った。その結果、バルク体を維持したまま乾燥は出来なかったものの、微粉末として試料を合成することが可能であった。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

当初計画では、平成28年度中に溶媒交換法や凍結乾燥法等によってカルコゲナイド湿潤バルクゲル体からカルコゲナイドバルク多孔体を合成するはずであったが、乾燥過程におけるバルクゲルの再溶解や破壊が生じて、微粉末状でしか合成されていないため、やや遅れていると判断した。

Strategy for Future Research Activity

まずは、カルコゲナイド多孔体の触媒特性を明らかにする。これまでに合成された微粉末状試料の組成や化学結合状態、微構造などの基礎物性を明らかにすると共に、試料を多孔質薄膜として基板上に形成する方法を検討していく。さらに、カルコゲナイド多孔質薄膜の触媒特性を電気化学測定から評価する。

Causes of Carryover

一般競争入札により物品を購入したため、当初計画額(見積もり額）と契約額との間に相違が生じたことにより次年度使用額が生じた

Expenditure Plan for Carryover Budget

研究実施に必要な薬品類や基板等を購入するために使用したい