Synthesis of metal nitrides from metal fluorides/oxyfluorides and their electrocatalytic activity

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K15361
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 36010:Inorganic compounds and inorganic materials chemistry-related
• Research Institution: Waseda University
• Principal Investigator: Asakura Yusuke 早稲田大学, 理工学術院, 主任研究員 (00762006)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 窒化物 / 酸フッ化物 / 酸素還元触媒能 / ソルボサーマル反応

Outline of Final Research Achievements

In this study, metal nitrides were synthesized by using alkaline transition metal oxyfluorides as a precursor through nitridation, and the electrocatalytic activities of the obtained nitrides were investigated. The synthetic route of molybdenum nitrides from sodium molybdenum oxyfluorides led to high distribution of cobalt dopants in the obtained nitrides to exhibit higher oxygen reduction reaction catalytic activity than that obtained by conventional methods. This indicates the merit of metal oxyfluorides as a precursor for nitrides. Also, new solvothermal system for the synthesis of alkaline transition metal oxyfluorides was developed, and several oxyfluorides were successfully synthesized by reaction of MoO3 or WO3 with alkaline fluorides.

Free Research Field

無機合成化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では，酸フッ化物を出発物質として窒化物を合成することで，従来ルートで合成する窒化物とは，異なる特徴を有する窒化物を合成することができた。これは，出発物質が異なることで窒化物の構造・形態を制御できることを示している。酸フッ化物をはじめとする複合アニオン化合物は，単純な酸化物では形成しないユニークな結晶構造を形成するため，他の物質へと転換するための前駆体としてユニークな特徴を持つかもしれない。また，本研究ではソルボサーマル条件を用いた，新規の酸フッ化物形成ルートを見出しており，この種の反応により新規の化合物を合成することが可能となるかもしれない。