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2008 Fiscal Year Annual Research Report

ゼオライトの蓄熱特性と蓄熱材としての結晶化学的材料設計指針の構築

Research Project

Project/Area Number 19340164
Research InstitutionYamaguchi University

Principal Investigator

中塚 晃彦  Yamaguchi University, 大学院・理工学研究科, 准教授 (80294651)

Keywordsゼオライト / 結晶構造 / 結晶化学 / X線回折 / 蓄熱材 / 省エネルギー
Research Abstract

本研究の目的は、種々のゼオライト化合物における水分子と交換性陽イオンの結晶学的配置を明らかにし、ゼオライトの蓄熱特性を支配している要因を結晶化学的見地から解明することによって、ヒートポンプ蓄熱材としての結晶化学的な材料設計指針を構築することを目的とする。
昨年度(平成20年度)において、単結晶X線構造解析によってchabazite(菱沸石)の水分子と交換性陽イオンの位置決定を行った結果、いくつかの水サイトにおいて著しく大きな温度因子が観測されたことから、これらの水分子において位置的なdisorderの存在が示唆された。よって、熱振動を低減させることによって、位置的なdisorderの存在を含めたさらに詳細な位置的情報を得るために、今年度(平成21年度)はchabaziteの低温(123K)における単結晶X線構造解析を行った。その電子密度分布の詳細から、水サイトのうちの1つにおいて、これまで考えられてきた位置と異なるWyckoff positionに位置していることが明らかになった。また、各水サイトからの脱水挙動を検討するために、異なる温度で脱水処理して得られた含水量の異なる7試料について、上記の低温構造解析で明らかになった水サイト位置を考慮して単結晶X線構造解析を行った。その結果、原子間距離から判断して、フレームワーク酸素と水分子との間の水素結合が弱い水分子から優先的に脱水することが分かった。
さらに、単結晶X線構造解析より、輝沸石(heulandite)の水分子と交換性陽イオンの結晶学的配置も検討した。その結果、これまでheulanditeの空間群はC2/mと考えられていたが、対称中心のないCmであることが明らかになり、11個の水サイトと4個の交換性陽イオンサイトが存在することが分かった。
上記で行ったX線回折強度測定には現有の4軸型X線回折装置を用いたが、それに先駆けて行った試料の結晶性評価には平成20年度に購入したイメージングプレート読み取り装置を用いた。X線構造解析計鏡には今年度購入したパソコンを用いた。

  • Research Products

    (15 results)

All 2008

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (10 results)

  • [Journal Article] Structure refinement of a partially dehydrated chabazite Ca_<1.57>Na_<0.49>Al_<3.39>Si_<8.55>O_<24>・11.53H_2O2008

    • Author(s)
      A. Nakatsuka
    • Journal Title

      Transactions of Material Research Society of Japan 33

      Pages: 907-910

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structural and magnetic properties of Pt/Fe(111) multilayered films contaning monolayer-thick Fe layers2008

    • Author(s)
      N. Nakayama
    • Journal Title

      Transactions of Material Research Society of Japan 33

      Pages: 893-896

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Oxidation state and effective pair potential of Fe^<4+> ions in perovskite-type SrFeO_3 annealed under high oxygen pressure2008

    • Author(s)
      M. Okube
    • Journal Title

      Journal of Physics : Conference Series 121

      Pages: 092004

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Single-crystal X-ray diffraction study of CaIrO_32008

    • Author(s)
      M. Sugahara
    • Journal Title

      American Mineralogist 93

      Pages: 1148-1152

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 菱沸石の結晶構造精密化-水分子と交換性陽イオンの結晶学的配置-2008

    • Author(s)
      中塚晃彦
    • Journal Title

      日本結晶学会誌 50

      Pages: 130-137

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Crystal structure and site occupancy of boron in synthetic high-pressure spinel MgAl_<2-x>B_xO_42008

    • Author(s)
      S. Sakai
    • Organizer
      XXI Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography
    • Place of Presentation
      大阪国際会議場
    • Year and Date
      20080828-20080829
  • [Presentation] Crystal chemistry of some garnet solid-solutions viewed from neighboring cation-cation repulsion2008

    • Author(s)
      A. Nakatsuka
    • Organizer
      XXI Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography
    • Place of Presentation
      大阪国際会議場
    • Year and Date
      20080826-20080827
  • [Presentation] Atomic displacements of tetrahedral cations in garnets2008

    • Author(s)
      M. Shimokawa
    • Organizer
      XXI Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography
    • Place of Presentation
      大阪国際会議場
    • Year and Date
      20080826-20080827
  • [Presentation] Peculiar site preferences of B and Ga in MgAl_2O_4 spinel solid solutions2008

    • Author(s)
      A. Yoshiasa
    • Organizer
      XXI Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography
    • Place of Presentation
      大阪国際会議場
    • Year and Date
      20080826-20080827
  • [Presentation] Single crystal X-ray diffraction study of chabazite at 123 K2008

    • Author(s)
      K. Uyama
    • Organizer
      XXI Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography
    • Place of Presentation
      大阪国際会議場
    • Year and Date
      20080826-20080827
  • [Presentation] TEM study of over-stoichiometric BaRCo_4O_<7+δ> (R : Y, Dy-Lu)2008

    • Author(s)
      N. Nakayama
    • Organizer
      The IUMRS international conference in Asia 2008
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      2008-12-13
  • [Presentation] Low temperature x-ray diffraction study of chabazite single-crystal2008

    • Author(s)
      A. Nakatsuka
    • Organizer
      The IUMRS international conference in Asia 2008
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      2008-12-11
  • [Presentation] Structure and thermal decomposition of K_xMnO_2・yH_2O prepared by Sol-Gel method2008

    • Author(s)
      K. Fujiwara
    • Organizer
      The IUMRS international conference in Asia 2008
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      2008-12-11
  • [Presentation] がーネットの原子変位に関する研究2008

    • Author(s)
      下川真美
    • Organizer
      第9回日本MRS山口大学支部研究会
    • Place of Presentation
      山口大学
    • Year and Date
      2008-11-22
  • [Presentation] GTS型チタノシリケートの脱水-吸水反応と水和熱2008

    • Author(s)
      塩出智之
    • Organizer
      第9回日本MRS山口大学支部研究会
    • Place of Presentation
      山口大学
    • Year and Date
      2008-11-22

URL: 

Published: 2010-06-11   Modified: 2016-04-21  

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