| 研究課題/領域番号 |
21H02022
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分36010:無機物質および無機材料化学関連
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
三浦 章 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (10603201)
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| 研究分担者 |
長尾 雅則 山梨大学, 大学院総合研究部, 准教授 (10512478)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2023年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2022年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2021年度: 10,790千円 (直接経費: 8,300千円、間接経費: 2,490千円)
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| キーワード | 窒化物 / 新規物合成 / 触媒能 / 多元系 / 磁化率 / 多元系窒化物 / 燃焼合成 / 触媒 / 新規化合物探索 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本計画では、独自の合成技術であるアミド粉末を用いた自己燃焼反応により、従来法では得ることが困難であった新規三元系窒化物を合成する。化学的安定性を備えた4d、5d遷移金属窒化物と、化学的安定性は乏しいが多彩な物性発現が期待できる3d遷移金属窒化物または4f希土類金属窒化物を組み合わせ、新規電気化学触媒および新規磁性材料・超伝導材料を創出する。
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| 研究実績の概要 |
独自の合成技術であるアミド粉末と金属塩化物を室温付近で混合することで開始する自己燃焼反応によって、アンモニア窒化などの従来法では得ることが困難であった新規三元系窒化物を合成する。また、酸化物とジシアンシアナミドを用いたより安全な大気中窒化手法の開発も行った。これらの手法によって、新しい組成や特性を持つ材料を創造することを目指した。
今年度の主な成果としては、大気中に設置した坩堝中での窒化反応があげられる。ナトリウムモリブデン酸化物とジシアンシアナミドを、500-600℃においてアルミナるつぼ中で反応させることで、既報とは異なる窒素リッチなモリブデン窒化物を得ることに成功した。構造解析はXRDと中性子回折で行ない、XRDからモリブデンに比べアニオンの比が１より大きいこと、中性子回折から酸素を含まないことが示唆された。組成式はMo2N3と提案できた。また、700℃まで温度を上げると酸窒化物が生成した。これらの特性は既報のモリブデン窒化物と異なり、低温での超伝導転移を示さず、X線吸収からもモリブデンの価数が高いことが明らかになった。
よって本成果は、これまで窒化物合成における課題であった、安全に大量に新規相を合成するという観点において、革新性がある。また、酸化物と同様の乳鉢、るつぼ、箱型電気炉を用いることで合成でき、参入障壁がおおはばに下がることが期待できる。また、当初計画していたナトリウムアミドの欠点であった、急激な発熱やグローブボックスの使用という問題点も避けることができた。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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