| 研究課題/領域番号 |
20K05074
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分26020:無機材料および物性関連
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| 研究機関 | 信州大学 |
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研究代表者 |
林 文隆 信州大学, 学術研究院工学系, 准教授 (20739536)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2021年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | チタン酸塩 / イオン交換 / 選択吸着 / フラックス育成 / 層状物質 / ナノシート / 剥離 / フラックス / リチウム / 層状化合物 / フラックス法 / 結晶 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
Ca2+やNa+等に妨害されず，対象イオンだけを選択的に吸着するイオン交換体は僅少です。申請者は特定の結晶構造をもつ5配位チタン化合物は，従来のイオン交換体と真逆の選択性(負の離液順列)を示すことを見出しました。本研究では，二次元層状化合物のチタン酸塩を題材として，特定のイオンに対する親和性を制御することと選択性の起源を明らかにすることを目指します。
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| 研究成果の概要 |
環境浄化・資源回収の観点から，選択的にイオンを吸着・分離する材料の必要性が高まっている。しかし，選択性の起源や支配因子にかかわる基礎的知見が不十分なため，選択性をもつ無機イオン交換体の設計指針は確立されていない。本研究では，5配位チタン化合物のK2Ti2O5(KTO)に着目し，そのイオン交換特性を明らかにした。また、無機ナノシートのなかでも，酸化チタンナノシートは半導体性・(光)触媒特性を示し，その機能を活かしてエネルギー変換・環境浄化デバイスへの応用研究が展開されている。本研究では，5配位KTOから，簡便にナノシートを作製した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
環境浄化・資源回収の観点から，選択的にイオンを吸着・分離する材料の必要性が高まっている。なかでも，無機イオン交換体は多様なナノ空間構造をもつため，イオン交換樹脂には見られない特異なイオン選択性をしばしば示す。今回、5配位チタン酸塩結晶の水和ナノ空間の局所構造が負の離液順列の起源であることを明らかにした。この知見は，新たな選択イオン交換体の設計につながると期待する
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