2020 Fiscal Year Annual Research Report
リチウムケイ酸塩のCO2吸収能と表面欠陥の関係解明にむけた蛍光による評価法の確立
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19K23653
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| Research Institution | Chuo University |
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Principal Investigator |
渡邉 美寿貴 中央大学, 理工学部, 助教 (60847987)
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2019-08-30 – 2021-03-31
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| Keywords | リチウムケイ酸塩 / 表面欠陥 / 発光特性 / 二酸化炭素吸収 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
リチウムケイ酸塩の発光特性は表面欠陥サイトのエネルギー準位を反映した蛍光特性を示していることを確認した。また、それら粉末の発光強度は表面欠陥の増大にともない増大することが示唆された。
顕著なCO2吸収能を示したLi4SiO4について詳細に調査した。熱重量分析装置を用いて200℃から700℃までCO2と反応させたLi4SiO4粉末は反応前と異なる蛍光特性を示した。特に、400℃まで反応させた場合には520 nm付近の発光が顕著に増大した。Li4SiO4のCO2吸収量は700℃付近で最大となるため、CO2の吸収の前段階である吸着過程において、CO2の吸着によりその表面欠陥などの表面状態が大きく変化していることが示唆された。そこで、表面へのCO2吸着にともなう蛍光特性の変化をより詳細に調査するため、真空中で加熱処理を行い、粒子表面に吸着している水などを除去し、大気暴露することなくCO2を吸着および吸収させた状態で励起発光スペクトルを測定可能なセルを作製した。CO2以外の吸着物質の影響を取り除いたうえで、初めてCO2吸着・吸収にともなう蛍光特性の変化を観察した例である。700℃まで反応させた場合の発光強度はCO2吸収量の増加にともない減少することが明らかとなり、CO2吸着および吸収における表面欠陥の変化に伴う蛍光特性の変化を観察することができた。熱重量分析装置を用いた場合の結果と異なり、400℃までCO2と反応させたLi4SiO4における520 nm付近の発光強度の増大は見られず、熱重量分析装置でCO2を吸収させた後の試料の蛍光特性はCO2以外の吸着物質が影響している可能性が示唆された。
その他、希土類イオンを発光中心イオンとして添加したリチウムケイ酸塩蛍光体の合成に成功しており、それらの蛍光特性がCO2吸着および吸収によって変化することを見出した。
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Research Products
(4 results)
