| 研究課題/領域番号 |
19K22234
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分36:無機材料化学、エネルギー関連化学およびその関連分野
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
長谷川 丈二 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 特任准教授 (60726412)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2019年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
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| キーワード | メソポーラス材料 / 相分離 / 固溶体 / ハイドロガーネット / ペロブスカイト / 炭酸塩 / スピネル / 多孔質材料 / メソクリスタル / メソポーラス / スピノーダル分解 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
相分離により形成される微細構造は、様々な複合材料・多孔質材料の作製手法として有用である。本研究では、溶液法により作製されるセラミックス単結晶粒子が熱分解を伴いながら二相の結晶相へと相分離する反応系に着目し、相分離機構について調べる。一方の相を除去して得られる多孔質セラミックス粒子に関し、熱分解過程における相分離の制御を行うことで、細孔特性の制御を試みる。加えて、これらの多孔質材料のエネルギー・触媒分野における応用を目指す。
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| 研究成果の概要 |
熱分解誘起相分離を利用したセラミックス粒子の多孔質化を検討した。特に、ハイドロガーネット系と炭酸塩系の2種類の物質群のうち、水熱反応によりSr3Fe2(OH)12とMgxCo1-xCO3固溶体について、狭いサイズ分布を有する多面体粒子を作製した。
Sr3Fe2(OH)12の熱処理過程において、脱水を伴う熱分解反応が起こることでSrFeO3-δとSrCO3へと相分離し、SrCO3の選択除去によりメソ多孔構造を有するSrFeO3-δ多面体粒子の合成に成功した。加えて、MgxCo1-xCO3固溶体粒子を前駆体とすることでメソ多孔性MgCo2O4多面体粒子を得ることに成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本萌芽的研究では、これまでCa-Alのハイドロガーネット前駆体の焼成によるマイエナイト粒子の合成でのみ確認されていた熱分解を伴う結晶転移に誘起される相分離が、他の化合物系でも同様に起こることを確認した。特に、様々な出発組成で合成可能な炭酸塩固溶体を前駆体とすることにより、種々のメソポーラスセラミックス粒子の合成法として広く発展させることができる。これにより、本手法がエネルギー・環境分野において用いられる高比表面積のセラミックス材料の合成法として有用であることが示された。今後、細孔特性の制御法の確立を進めるとともに、電池電極や触媒としての応用研究へと展開していく予定である。
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