2015 Fiscal Year Annual Research Report
Ti,Nb系窒化物ナノシートの作製とその電池電極への応用
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26888006
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
林 文隆 信州大学, 学術研究院工学系, 助教 (20739536)
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| Project Period (FY) |
2014-08-29 – 2016-03-31
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| Keywords | イオン交換 / 吸着 / 層状化合物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
窒化・炭化物系層状化合物，MAX相化合物や酸化物系層状化合物は，無機イオン交換体として有望な物質群である。本研究では，これらの材料あるいは，フッ酸・塩酸などに浸漬して得た材料のイオン交換特性を調べた。中でも，チタン酸塩系イオン交換体KTiNbO5・H2TiO3は特定のイオンに対して高い選択性を示すことが明らかとなった。
はじめに、窒化・炭化物系層状化合物のイオン交換特性を調べた。フッ酸で処理することにより，骨格中のAlイオンは溶解除去され，新たにイオン交換サイトが生成した。次に，金属イオン含有水溶液に浸漬して，各種層状化合物のイオン交換特性を調べた。いずれの層状化合物のイオン交換容量は，0.1-0.3 mmol/gであった。また，特定の金属イオンに対して選択性を示さなかった。
次に，フラックス育成したチタンニオブ酸カリウムKTiNbO5(KTNと略記する)のSrイオン吸着特性を調べた。得られた吸着等温線はL型に帰属できた。また，KTNのSrイオン吸着交換容量は1.03 mmol/gと見積もられた。また，この容量は理論交換容量の54%に相当した。吸着等温線の形およびフィッティングの結果から，KTNの吸着サイトは均一性が高いと結論できた。次に，KTNのSrイオン吸着特性のpH依存性を調べた。pH = 3-10の広い範囲で分配係数Kdは4 × 10000 mg/gを超えた。pHの減少とともにKd値は減少したが，pH = 1.9でも1.8 ×10000 mg/gを超えていた。この値は，他の高性能なSr吸着材の結果と比べても二桁程度高い。また，特筆すべきことにpH = 0.5でも酸化物骨格の構成元素(Nb，Ti)はほとんど溶出しないことが分かった。H2TiO3もLiイオンに対して高い選択性を示すことが分かった。
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| Research Progress Status |
27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 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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