2022 Fiscal Year Annual Research Report
Synthesis of solid base by dehydration of metal hydroxide using metal alkoxide
| Project/Area Number |
18K04831
|
|---|
| Research Institution | Hokkaido University of Education |
|---|
Principal Investigator |
松橋 博美 北海道教育大学, 教育学部, 教授 (70192341)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
|
| Keywords | 水和金属水酸化物 / 固ー液界面反応 / 固溶体 / 固体酸 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，アルカリ土類金属水酸化物の脱水に関し加熱に代わる方法として，金属アルコキシドの加水分解反応を利用した化学的な方法によって金属水酸化物を脱水し，高表面積かつ高活性な金属酸化物固体塩基を合成することである。研究の特色は，固体と液体の界面での金属水酸化物と金属アルコキシドとの反応によって，化学的に水酸化物を脱水し酸化物とするという，新しい酸化物合成法にある。
令和3年度までの結果で，Sr(OH)2・8H2Oとジルコニウムプロポキシドとの反応で高活性な固体塩基を合成するとともに，固ー液界面反応の固体酸触媒合成への応用として，固体超強酸である硫酸化金属酸化物のOne-pot合成が可能であることを確認した。
これまで研究に用いてきた金属水酸化物は，Ba(OH)2・8H2OやSr(OH)2・8H2Oのような化学量論的な水和水を持つ化合物で，金属アルコキシドは水和水と優先的に反応していた。今年度は，固ー液界面反応に適用可能な水酸化物の種類の拡張を考慮し，非化学量論的な水和水を持つ酸化水酸化スズを用いても固液界面反応による合成が可能であるのかを検討した。金属アルコキシドとして，チタンイソプロポキシドを用い，より低温でのSnO2-TiO2固溶体の合成を構想した。
塩化スズ(IV)をメタノールに溶解し，アンモニア水を加えて水和酸化水酸化スズ(IV)を合成し，これをチタンイソプロポキシドと反応させたところ，非常に良く混合の進んだ前駆体を得た。これを加熱して複合酸化物としたところ，XRDの回折ピークはいずれもルチル型の結晶構造を待つSnO2とTiO2の中間に現れ，酸化物固溶体が生成していることを確認した。加熱前の前駆体に硫酸アンモニウムを含浸し，高温で加熱したところ，エタノールの脱水反応に高活性な固体酸を得た。タングステン酸アンモニウムでは，活性の向上は僅かであった。
|
