2012 Fiscal Year Annual Research Report
メカノケミカル反応を利用した新規マイクロポーラス材料の開発
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24360335
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | The University of Kitakyushu |
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Principal Investigator |
山本 勝俊 北九州市立大学, 国際環境工学部, 准教授 (60343042)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | ナノ材料 / 自己組織化 / 触媒・化学プロセス / 多孔質材料 |
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| Research Abstract |
本研究では、これまでは導入することが難しかったアルカリ土類金属や遷移金属を骨格元素として導入することにより、新しい結晶構造を有するゼオライト様マイクロポーラス物質を創製することを目的とする。そのためにメカノケミカル反応を利用した前駆体固相調製手法を開発・確立し、多様な金属元素を骨格に含有する物質の合成を目指す。平成25年度は、アルカリ土類金属を含有する前駆体の調製と、その前駆体からの結晶性マイクロポーラス物質の合成を行った。
骨格導入するアルカリ土類金属種や組成比、合成温度、水熱合成時に加える塩基源を変化させることにより、いくつかの未知構造物質を得ることができた。粉末X線構造解析により、得られた物質のうちの2つ、すなわちAES-18およびAES-19がストロンチウムを骨格として含有する新しい結晶構造を持つマイクロポーラス物質であることが明らかになった。AES-19は、水分子と窒素分子を篩い分けることができるサイズの8員環細孔が二次元に広がる細孔構造を持っていることがわかった。これらの物質は、特異な層状シリケートがストロンチウム原子で架橋された結晶構造をとっており、もし今後ストロンチウムを除去しながらシリケート層を縮合させることが可能となれば、新しい構造のゼオライトを形成させることができる。つまり、本研究により開発された手法を用いることで、アルカリ土類金属含有シリケートを経由する新しい合成ルートによりゼオライト骨格が構築できる可能性が提示されたといえる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
これまでの研究により、いくつかの未知構造物質を合成することに成功し、そのうちの2つについては結晶構造を解明し、学術論文として報告することができた。本研究全体の目的は、新規構造を有するゼオライト様マイクロポーラス物質を合成することであり、すでに2つの新規構造物質を得ることができたことを考えると、本研究は当初の計画以上に進展していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究により、アルカリ土類金属を骨格として含有する新規構造マイクロポーラス物質の合成に成功した。本年度は、すでに得られた物質の材料としての性能評価を行うとともに、未だ構造が解明されていない物質の結晶構造を解析する。これに並行して、有機構造指向剤の存在下での結晶化や、骨格導入する金属種の多様化により、この合成手法をさらに広く展開させる。例えば、既存のゼオライトの骨格へのNiやCuなどの遷移金属の導入や、TiやZrの導入による新規構造シリケート物質の結晶化を狙う。
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