| 研究課題/領域番号 |
24K01587
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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36010:無機物質および無機材料化学関連
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| 研究機関 | 熊本大学 |
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研究代表者 |
松田 元秀 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 教授 (80222305)
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| 研究分担者 |
鈴木 達 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 電子・光機能材料研究センター, グループリーダー (50267407)
下條 冬樹 熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 教授 (60253027)
亀島 欣一 岡山大学, 環境生命自然科学学域, 教授 (50251616)
與儀 護 琉球大学, 理学部, 教授 (60404555)
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| 研究期間 (年度) |
2024-04-01 – 2028-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円)
2027年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2026年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2025年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2024年度: 9,490千円 (直接経費: 7,300千円、間接経費: 2,190千円)
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| キーワード | ゼオライト / 磁場配向 / 磁性イオン利用 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、様々なゼオライトに対し、遷移金属を含めた種々の磁性イオン導入効果を検討し、導入イオン種、導入イオン占有サイトおよびゼオライト構造の違いが低磁場配向性に与える影響を明らかにするとともに、低磁場配向性の発現機構を解明する。また検討結果を基に、磁性化処理ゼオライトを用いた低磁場印加プロセスでゼオライト配向組織体の材料創製に取り組み、ガス分離特性の評価を通して高性能分離膜の具現化に向けた磁性化処理の有用性と応用性を実証する。
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| 研究実績の概要 |
研究計画の初年度となる令和６年度は、これまでの研究実績ならびにゼオライトの実用的応用性の高さを踏まえ、一般的に広く利用されているL型ゼオライトおよびモルデナイトを研究対象にして検討を進めた。具体的には、L型ゼオライトに対してはHo3+をはじめとする種々の磁性希土類イオンや磁性遷移金属イオンとのイオン交換を、またモルデナイトに対してはHo3+イオンとのイオン交換を施し、得られたイオン交換率20％程度の磁性希土類イオンおよび磁性遷移金属イオン導入L型ゼオライトおよびモルデナイトの粉末懸濁液を用いて低磁場環境下での鋳込み成形により試料作製を主に行い、得られた試料を用いてL型ゼオライトおよびモルデナイトの配向性を評価した。結果の一部を記すと、（１）導入イオン種によってL型ゼオライトの低磁場配向性は全く異なり、Ho3+イオン導入ではc軸配向性が、Er3+イオン導入ではab面の配向性が、またGd3+イオン導入では無配向性が出現し、また（２）Ho3+イオン導入モルデナイトではc軸配向性が観測された。それら磁性希土類イオン導入前のL型ゼオライトおよびモルデナイトは0.9 Tの磁場環境下ではともに配向性を示さず、観測された配向性は磁性希土類イオンの導入によってもたらされたことが明らかになった。検討の結果、L型ゼオライトに導入された磁性イオンはイオン種による占有サイトの違いは見られないと考えられた。また、モルデナイトに導入されたHo3+イオンはある特定のサイトを占有していると文献調査を基に考察された。
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| 現在までの達成度 |
現在までの達成度
2: おおむね順調に進展している
理由
ゼオライトの配向性制御は高度分離材の開発をはじめ実用分野の拡大に向け大変重要な課題である。これまでに実施した検討から、本研究実施グループが提案する磁性イオン導入効果が構造が異なるゼオライト種で観測できたことは学術的にも応用的にも大変意義深く、その新規性ある知見は有益なものと言え、それらの結果から現在までの進捗状況は（２）おおむね順調に進展していると判断している。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は、これまでの検討結果を踏まえ、本研究実施グループが提案する磁性イオン導入効果が他の種のゼオライトに対しても有効なのか否かを検討するとともに、導入イオン種によって低磁場配向性が異なる起源について検討を加える計画である。また、導入イオン量の影響などプロセス条件などを精査しながら、ゼオライトに対する磁性化処理効果の実証に努める。
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