2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development of novel synthetic process of metal oxynitrides by using solid state nitriding agents - Clarification of nitriding mechanism and microstructural analysis -
Publicly Offered Research
| Project Area | Synthesis of Mixed Anion Compounds toward Novel Functionalities |
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19H04699
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
片桐 清文 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (30432248)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 複合アニオン化合物 / 酸窒化物 / 固体窒素源 / 構造解析 / 光触媒 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
複合アニオン化合物では、その特異な配位構造や結晶構造に由来して単アニオン系とは根源的に異なる革新的機能が発現することから、新規機能材料として期待されている。しかし、金属酸窒化物の合成においては、一般的に毒性の高いアンモニアガスを用いた熱処理が必要であり、必ずしも容易に行える方法ではない。そこで本研究課題では固体窒素源を用いた金属酸窒化物の合成に取り組んでいる。
前年度にはGaN:ZnOの合成について、尿素に加え、メラミン、C3N4を窒素源として用いて合成することに取り組み、それぞれ単相での合成を達成し、71Ga固体NMR測定によって、得られたGaN:ZnOのGaまわりの微細構造が用いる窒素源によって大きく異なっていることを明らかにした。
2020年度は、主にペロブスカイト型構造を有する酸窒化物の合成について主に検討した。その結果、ゾル－ゲル法で調製した酸化タンタルゲルを前駆体用いることで、Sr－Ta系酸窒化物を尿素やC3N4を窒素源として用いて合成することができること、窒素源の量を調整することでSrTaO2NとSr1.4Ta0.6O2.9の固溶体をそのO/N比を制御して合成できることを明らかにした。さらに、LaTiO2NとSrTaO2Nの合成について、窒素源を尿素、シアヌル酸、C3N4の3種を用い、それぞれの窒化過程の解析を行った。その結果、用いる金属種と窒素源の組み合わせによって中間体となる窒化炭素系化合物および金属カルボジイミド系化合物の生成挙動、とりわけ生成温度が異なり、その違いが金属酸窒化物を単相で合成するための固体窒素源の必要量の違いの大きな要因となっていることも明らかにした。
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| Research Progress Status |
令和2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 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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