2020 Fiscal Year Annual Research Report
動的挙動解析から見た層状複水酸化物の陰イオン交換反応の機構解明
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17H03129
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| Research Institution | Shimane University |
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Principal Investigator |
笹井 亮 島根大学, 学術研究院環境システム科学系, 教授 (60314051)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森吉 千佳子 広島大学, 先進理工系科学研究科(理), 教授 (00325143)
河口 彰吾 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 回折・散乱推進室, 主幹研究員 (10749972)
石原 伸輔 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 主幹研究員 (30644067)
藤井 康裕 立命館大学, 理工学部, 講師 (50432050)
藤村 卓也 島根大学, 学術研究院環境システム科学系, 助教 (80757063)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 層状複水酸化物 / 陰イオン交換反応 / 時分割測定 / 放射光X線回折法 / ラマン分光 / 固体NMR法 / 平均・局所構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和２年度は，COVID-19の影響でSPring-8での時分割実験を実施することはできなかった．そこで，平成29年度に整備したSPring-8のビームライン（BL02B2）に整備した時分割放射光Ｘ線回折（t-SXRD）測定装置（時間分解能：数十ミリ秒）を用いて得られたNiとAlからなりNi/Al = 2および4で層間に塩化物イオンを有する層状複水酸化物（Cl-NiAl(1/3)LDHとCl-NiAl(1/5)LDH）を出発物質とした硝酸イオンへの陰イオン交換反応の結果を，多成分分析法により解析した．その結果，Ni/Al=2の場合はおおよそMgAl(1/3)LDHと同様に，濃度に応じた中間構造が観測された．MgAl(1/3)LDHでは，塩化物イオン型から中間体への反応と塩化物イオン型から硝酸イオン型への反応が独立に進行したが，NiAl(1/3)LDHでは，中間構造が観測される濃度では塩化物イオン型から中間体を経由して硝酸イオン型へ変化していることが明らかになった．これは反応が2価金属種の影響を受けることを示すものである．一方，NiAl(1/5)LDHでは中間構造は観測されず，硝酸イオン選択性の影響を受け，速やかに硝酸イオン型に変化すること．塩化物イオンの硝酸イオンへの交換速度と硝酸イオン型の形成速度に差異が観測されたことから，硝酸イオンが取り込まれた後層内でのイオン拡散による再配列現象が起こることを明らかにした．これらの結果に関しては現在，論文投稿を準備中である．これらの時分割実験の解析に加えて，新しくMgFe(1/3)LDH，NiFe(1/4)LDH，希土類ドープMgAl(1/3)LDHの合成と陰イオン選択性の研究を開始した．また，2020年度は国際会議（ONLINE）5件，国内学会2件，学術論文を1件報告した．
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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