2022 Fiscal Year Annual Research Report
Development of novel metal oxynitride inorganic pigments preparable by safe materials and processes
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20H02439
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
片桐 清文 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (30432248)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
増井 敏行 鳥取大学, 工学研究科, 教授 (00304006)
樽谷 直紀 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 助教 (60806199)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 複合アニオン化合物 / 金属酸窒化物 / 無機顔料 / 色材 / 固体窒素源 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
無機顔料において、有害元素を含む従来型の材料から、安全な物質とプロセスで合成された材料への転換を求める機運が高まっている。しかし、その有力な候補の一つである金属酸窒化物材料においても解決すべき課題がいまだ多く存在する。そこで本研究課題では、研究代表者が開発した固体窒素源による金属酸窒化物合成法を活用し、さらに、カチオンとアニオンの組成などを制御することで安全な物質とプロセスで多彩な色を発現する新規金属酸窒化物系無機顔料の開発を目的としている。
前年度は、ペロブスカイト型酸窒化物SrTaO2Nとペロブスカイト型酸化物SrTiO3の固溶体の合成法の探索とその色彩評価を行った。タンタルとチタンのアルコキシドを混合し共重合させることで得られる混合酸化物ゲルを前駆体に用いることで組成ムラの無い固溶体が得られ、Ta/Ti比を調整することで橙色～緑色の間で固溶体の色彩が変化することを見出している。
2022年度は、既存の黄色顔料に匹敵する色彩を有する酸窒化物の合成を目指し、CaTaO2N系ペロブスカイト型酸化物の固体窒素源を用いた合成法の探索とその色彩評価を行った。Ca源としてCaCO3とCa(OH)2を検討した。いずれのCa源からもCaTa(O,N)3が得られるが、色彩や副生成物除去のしやすさの観点においては、Ca(OH)2を用いて合成した試料のほうが優れていた。その試料のO/N比を評価したところ理想的な比に対して窒素が不足していた。試料の色彩値は既存の黄色顔料には及ばないものであったが、この窒素不足がその要因と見込まれた。そこでCa2+サイトの一部をLa3+で置換し、アニオンサイトにおける窒化物イオンの割合を増加させることを試みた。その結果、既存の黄色顔料と同等の鮮やかな色彩を有するペロブスカイト型酸化物(Ca,La)Ta(O,N)3がを合成できることが明らかになった。
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| Research Progress Status |
令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。
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