2022 Fiscal Year Annual Research Report
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20K05224
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
日吉 範人 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 研究グループ長 (50415733)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ヘテロポリ酸 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、酸触媒反応や酸化反応に活性を有するケギン型ヘテロポリ酸塩の膜を作成することを目的とし、ヘテロポリ酸分子の集積法の検討およびヘテロポリ酸集積体の構造評価手法の検討を行った。
ヘテロポリ酸集積体の構造評価の手法として、収差補正走査透過電子顕微鏡による構造観察条件の最適化や観察試料作成方法の改善を行った。電子線の照射条件や電子線照射方向の調整法およびウルトラミクロトームによる試料作製法を検討することにより、電子線に弱いヘテロポリ酸分子の集積体であっても、原子分解能で構造観察することが可能となった。
膜の作成に向けたヘテロポリ酸集積法として、ケギン型ヘテロポリ酸、アルカリ金属塩およびアルキルアミンを用いたヘテロポリ酸塩の合成を検討した。ケギン型ヘテロポリ酸であるケイタングステン酸、セシウム塩および一級アルキルアミンを用いて塩を合成することによりヘテロポリ酸分子が二次元的に集積した層状化合物が得られた。層状化合物が形成される濃度条件やアルキルアミンの種類を明らかにした、また、収差補正走査透過電子顕微鏡等により、層状化合物の構造を明らかにした。さらに、ケギン型ヘテロポリ酸とアルカリ金属塩を含む水溶液にアルキルアミンを加えることにより、気液界面に薄膜状のヘテロポリ酸塩を形成させた。ヘテロポリ酸やアルカリ金属塩の種類を検討し、特に４価のケギン型ヘテロポリ酸アニオンが薄膜状塩の形成に適しており、気液界面を覆う膜の形成が可能であることがわかった。本研究で得られたヘテロポリ酸塩は触媒反応への応用が期待できる。
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