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アルキルアンモニウムを用いたマンガン酸化物ナノ構造体の電気化学形成

研究課題

研究課題/領域番号 16750175
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 無機工業材料
研究機関山口大学

研究代表者

中山 雅晴  山口大学, 工学部, 助教授 (70274181)

研究期間 (年度) 2004 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
2005年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2004年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
キーワード層状マンガン酸化物 / アルキルアンモニウム / 電気化学析出 / バーネサイト / 薄膜形成 / X線回折 / X線光電子分光 / ポリカチオン / イオン交換 / 低環境負荷
研究概要

マンガン酸化物は電子とカチオンの注入によって複数の酸化状態をとる。このため,二次電池,クロミック材料,最近ではスーパーキャパシタ材料として盛んに研究されている。固相の電子伝導性はもとより,カチオンや溶媒移動のための空間が巨視的な特性を決定することから,ナノサイズで構造規制されたMn酸化物の合成は様々な分野で重要な研究課題となっている。層状Mn酸化物は負に帯電した連続的なMn酸化物層と電荷補償のためのカチオン層からなり,熱処理過程を含む様々な化学的手法により粉末として合成されてきた。一方,金属酸化物の薄膜化技術としての電気化学析出法は,電気化学パラメーターにより構造や膜厚を調整できる,電気化学的応用において導電剤やバインダーを必要としない,などの特徴がある。
本研究では,過剰のアルカリ金属あるいは四級アルキルアンモニウムイオンを含む水溶液中でMn^<2+>イオンを定電位アノード酸化するというきわめて簡単な手法により,バーネサイト型層状Mn酸化物が多結晶白金電極上で薄膜形成することを見いだした。アルキルアンモニウムイオンはそのC_2回転軸がMn酸化物シートに対して垂直になるようにモノレイヤーとして収容されており,層間距離はアルキルアンモニウムのメチレン鎖が長くなるにつれ増大した。アノード生成したMn酸化物は負に帯電しており,この負電荷を中和するために電解液中のアルキルアンモニウムカチオンが自己集合すると考えられる。さらに,この手法はカチオン性の強電解質ポリマー(ポリジアリルジメチルアンモニウム塩化物)にも適用でき,Mn酸化物ベースの層状ナノコンポジットの新しい合成法として提案した。

報告書

(2件)
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2005 2004

すべて 雑誌論文 (6件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Electrodeposition of Manganese and Molybdenum Mixed Oxide Thin Films and Their Charge Storage Properties2005

    • 著者名/発表者名
      Masaharu Nakayama
    • 雑誌名

      Langmuir 21(13)

      ページ: 5907-5913

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Cathodic Deposition of Molybdenum and Vanadium Mixed Oxyhydroxide Films from V-Substituted Polymolybdophosphate2005

    • 著者名/発表者名
      Masaharu Nakayama
    • 雑誌名

      Electrochimica Acta 51(2)

      ページ: 274-280

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Immobilization of Methylene Blue between Electrodeposited Manganese Oxide Multilayers2005

    • 著者名/発表者名
      Masaharu Nakayama
    • 雑誌名

      Chemistry Letters 34(10)

      ページ: 1420-1421

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Electrochemical Synthesis of Layered Manganese Oxides Intercalated with Tetraalkylammonium Ions2005

    • 著者名/発表者名
      Masaharu Nakayama
    • 雑誌名

      Langmuir 21(1)

      ページ: 354-359

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] A Novel Electrochemical Method for Preparation of Thin Films of Layered Manganese Oxides2004

    • 著者名/発表者名
      Masaharu Nakayama
    • 雑誌名

      Chemistry Letters 33(6)

      ページ: 670-671

    • NAID

      10013105506

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] A Direct Electrochemical Route to Construct a Polymer/Manganese Oxide Layered Structure2004

    • 著者名/発表者名
      Masaharu Nakayama
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry 43(26)

      ページ: 8215-8217

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [産業財産権] 層状マンガン酸化物の製造方法2004

    • 発明者名
      中山雅晴他
    • 権利者名
      山口大学
    • 出願年月日
      2004-09-13
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

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