2018 Fiscal Year Annual Research Report
金属水酸化物の局所構造制御に向けた新しいビルディングブロックの開発
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18J22562
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
村松 佳祐 早稲田大学, 理工学術院, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2018-04-25 – 2021-03-31
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| Keywords | 層状金属水酸化物 / ハイブリッド / ナノシート / アルコキシド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
層状金属水酸化物は多様な金属種から構成されており、エネルギー貯蔵・変換のための触媒材料や電極材料として応用が期待されている。本研究課題では、複数の金属種からなる層状金属水酸化物の層内において、局所的な金属種の配列や分布がレドックス活性に及ぼす影響を明らかにすることを目的とし、金属水酸化物の局所構造を制御する合成技術の開発を試みる。
本年度はキャッピング剤としてアルコールを用いて金属水酸化物の微粒子を一度合成し、これらの加水分解により金属水酸化物を作製するプロセスついて検討した。このような二段階のプロセスにより金属水酸化物の結晶成長制御が可能となれば、層内において組成分布を導入できると考えている。メタノール中で水酸化ニッケルの合成を行ったところ、メトキシ基により表面修飾された水酸化ニッケルの微粒子が得られた。これを水中に分散しメトキシ基を加水分解したところ、粒子の結晶成長が進行することが明らかとなった。また、加水分解反応により得られた水酸化ニッケルは、厚さ1.5 nm程度の極めて薄いナノシート形態であり、結晶性を有していた。加えてこの成長反応は前駆体となるアルコキシドの加水分解安定性を変化させることで制御可能であった。以上より、金属水酸化物のアルコキシ化・加水分解というプロセスは金属水酸化物の結晶成長を段階的に制御可能な方法であると同時に、ナノシート化等の水酸化物の形態制御法としても高い有用性・潜在性を有しているといえる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度目標としていた金属水酸化物の段階的な合成プロセスの開発はおおむね成功したといえる。本手法をベースとして前駆体の設計や加水分解条件を検討していくことで、金属水酸化物オリゴマー同士の連結が可能となると期待される。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は加水分解過程における結晶成長の機構を明らかとするために結晶成長時の経時的な挙動を調査する。本実験の知見を活かし、異種の金属水酸化物オリゴマーを混合した状態で加水分解実験を行い、オリゴマー同士の連結による局所構造制御を狙う。
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