2010 Fiscal Year Annual Research Report
高選択的陰イオン交換実現に向けた層状複水酸化物の層-陰イオン相互作用の解明
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22350090
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| Research Institution | Shimane University |
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Principal Investigator |
笹井 亮 島根大学, 総合理工学部, 准教授 (60314051)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森吉 千佳子 広島大学, 理学研究科, 准教授 (00325143)
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| Keywords | イオン交換 / 層状腹水酸化物 / 表面・界面物性 / 精密構造解析 |
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| Research Abstract |
平成22年度は、(1)LDH結晶の生成機構及びそれ基づいた結晶合成法の確立と(2)各種イオンを吸着したLDHの結晶構造・電荷密度分布の解明を当初の目的として実験を実施した。その結果、以下の点を明らかにすることができた。
(1)2価金属と3価金属の組み合わせがMg-Al、Mg-Ga、Co-Al、Ni-Alに関して、尿素もしくはヘキサメチレンテトラミンを用いた水熱合成法により、SPring-8での粉末回折実験に供することが可能な高純度・高品位な炭酸イオン型LDHの合成が可能であることが明らかとなった。LDH生成過程の逐次分析に関しては現在、実験を遂行中であり、来年度以降に成果を報告できるものと確信している。また、ここで得られたMg-Al型LDHに関しては、連携研究者である物質材料研究機構の井伊らの陰イオン変換法を用いることで、塩化物、臭化物、硝酸、硫酸、過塩素酸イオンを層間に保持したLDHの合成し、この材料がSPring-8に供することができる試料であることを確認した。また、価数の異なるリンのオキソ酸イオンのpH変化に対する炭酸イオンとの競争イオン交換反応に関する実験を行い、中性域で炭酸イオンが必ずしももっともイオン交換平衡定数が大きいとは限らないこと、リンの価数により陰イオン交換反応定数が異なる現象がオキソ酸の構造と大きくかかわっていることを明らかにした。
(2)(1)で得られた高純度・高品位なLDHについて、SPring-8にて当初予定通り粉末回折実験を行った.得られたデータから測定に供した試料が構造解析ならびに電荷密度分布解析を行うために十分なものであることを明らかにした。構造および電荷密度分布解析に関しては、現在研究分担者により鋭意進行中である。解析の途中経過として、これまでに層間の陰イオンが結晶構造の対称性に大きな影響を与えていることが明らかになっている。また、この対称性の違いが陰イオンの構造でグループ化できることがわかってきた。
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