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固体NMRによるプロトン伝導性無機固体酸塩における相転移のメカニズム

研究課題

研究課題/領域番号 15K05405
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 物理化学
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

林 繁信  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 招聘研究員 (00344185)

研究協力者 治村 圭子  
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード固体NMR / プロトン伝導 / 無機固体酸塩 / 相転移 / 水素結合
研究成果の概要

無機固体酸塩Cs2(HSO4)(H2PO4)では、高温で実現した超プロトン伝導相が温度を下げても室温相にもどらず、室温でも高いプロトン伝導を維持する。本研究では、固体NMRによりCs2(HSO4)(H2PO4)における水素結合ネットワークについて調べた。31Pシグナルは単一でありPのサイトが1種類であることを示した。31Pシグナル強度を1Hによってディフェージングさせる実験によりPO4四面体まわりの水素結合の数が4本であることがわかった。1H NMRスペクトルは水素結合ネットワークの不規則性を示した。水素結合の不規則性が特異的な相転移挙動と何らかの関係があると考えられる。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (11件)

  • [雑誌論文] Hydrogen bond networks in Cs2(HSO4)(H2PO4) as studied by solid state NMR2017

    • 著者名/発表者名
      林 繁信、治村 圭子
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C

      巻: 121 号: 23 ページ: 12643-12651

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.7b03824

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Detailed mechanisms of 1H spin-lattice relaxation in ammonium dihydrogen phosphate confirmed by magic angle spinning2017

    • 著者名/発表者名
      林 繁信、治村 圭子
    • 雑誌名

      Solid State Nucl. Magn. Reson.

      巻: 87 ページ: 24-28

    • DOI

      10.1016/j.ssnmr.2017.07.002

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Incorporation of ammonium ions in Cs2(HSO4)(H2PO4) confirmed by solid state NMR2017

    • 著者名/発表者名
      林 繁信、治村 圭子
    • 雑誌名

      Solid State Ionics

      巻: 311 ページ: 83-89

    • DOI

      10.1016/j.ssi.2017.09.015

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin diffusion and 1H spin-lattice relaxation in Cs2(HSO4)(H2PO4) containing a small amount of ammonium ions2017

    • 著者名/発表者名
      林 繁信、治村 圭子
    • 雑誌名

      Solid State Nucl. Magn. Reson.

      巻: 88 ページ: 15-21

    • DOI

      10.1016/j.ssnmr.2017.10.004

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] アンモニウムイオンで部分置換したCs2(HSO4)(H2PO4)におけるスピン拡散とスピン-格子緩和2018

    • 著者名/発表者名
      林 繁信、治村 圭子
    • 学会等名
      2017度年計量標準総合センター成果発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] NH4H2PO4のスピン-格子緩和に対するマジック角回転の効果2017

    • 著者名/発表者名
      林 繁信、治村 圭子
    • 学会等名
      日本化学会第97回春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学日吉キャンパス(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2017-03-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] プロトン伝導性無機固体酸塩におけるNMRスピン-格子緩和とカチオン置換2017

    • 著者名/発表者名
      林 繁信、治村 圭子
    • 学会等名
      2016度年計量標準総合センター成果発表会
    • 発表場所
      産業技術総合研究所つくばセンター(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2017-01-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] アンモニウムイオンで部分置換したCs2(HSO4)(H2PO4)におけるスピン拡散とスピン-格子緩和2017

    • 著者名/発表者名
      林 繁信、治村 圭子
    • 学会等名
      第56回NMR討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 超プロトン伝導体Cs2(HSO4)(H2PO4)へのアンモニウムイオンの導入2017

    • 著者名/発表者名
      林 繁信、治村 圭子
    • 学会等名
      第43回固体イオニクス討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 固体NMRによる、無機固体酸塩Cs2(HSO4)(H2PO4)の室温相における水素結合ネットワーク2016

    • 著者名/発表者名
      林 繁信、治村 圭子
    • 学会等名
      第42回固体イオニクス討論会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2016-12-05
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 無機固体酸塩Cs2(HSO4)(H2PO4)におけるアンモニウムイオン置換とスピン-格子緩和2016

    • 著者名/発表者名
      林 繁信、治村 圭子
    • 学会等名
      第55回NMR討論会
    • 発表場所
      広島国際会議場(広島県広島市)
    • 年月日
      2016-11-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 水素結合系無機固体酸塩結晶のNMRシグナルにおけるアンモニウムイオンの緩和促進効果2016

    • 著者名/発表者名
      林 繁信、治村 圭子
    • 学会等名
      日本化学会第96回春季年会
    • 発表場所
      同志社大学京田辺キャンパス(京都府)
    • 年月日
      2016-03-27
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 固体NMRによるプロトン伝導性無機固体酸塩の水素結合ネットワークの解析2016

    • 著者名/発表者名
      林 繁信、治村 圭子
    • 学会等名
      2015年計量標準総合センター成果発表会
    • 発表場所
      産業技術総合研究所つくばセンター(茨城県)
    • 年月日
      2016-02-09
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 無機固体酸塩Cs2(HSO4)(H2PO4)の室温相における水素結合とプロトンダイナミクス2015

    • 著者名/発表者名
      林 繁信、治村 圭子
    • 学会等名
      第41回固体イオニクス討論会
    • 発表場所
      北海道大学工学部(北海道)
    • 年月日
      2015-11-26
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] プロトン伝導性無機固体酸塩Cs2(HSO4)(H2PO4)の室温相における水素結合2015

    • 著者名/発表者名
      林 繁信、治村 圭子
    • 学会等名
      第54回NMR討論会
    • 発表場所
      千葉工業大学津田沼キャンパス(千葉県)
    • 年月日
      2015-11-08
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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