ホウ酸リチウムを還元して導かれる新しい導電性酸化物の電気的・光学的性質

• 研究課題/領域番号: 25410244
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 無機工業材料
• 研究機関: 金沢工業大学
• 研究代表者: 露本 伊佐男 金沢工業大学, バイオ・化学部, 教授 (60282571)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2013年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 還元 / ホウ酸 / フラックス / 鉄 / 酸化鉄 / 分離 / 固溶体 / リサイクル / 水素 / 導電性酸化物 / 非晶質

研究成果の概要

ホウ酸ナトリウムをフラックス（融剤）として添加することで，典型金属の酸化物に固溶体として微量に含まれる鉄，コバルトなどの元素が，水素雰囲気中で還元が促進され，金属単体として表面に析出することを見出した。鉄を0.50質量パーセント固溶体として含むアルミノシリケートにホウ酸ナトリウム（ナトリウム／ホウ素比3）を添加して950℃の水素中で2時間焼成したところ，金属光沢を有する鉄が表面に析出した。さらに，固溶体として含まれるコバルト，インジウムなども熱力学的な機序に従って，還元分離できることが示唆された。この現象は廃棄物等からの希少金属の分離，高融点金属の低温における精錬などへの応用が期待できる。

研究成果

• [雑誌論文] Iron Deposition from Aluminosilicate Containing Trace Amount of Iron Oxide by Borate - Enhanced Hydrogen Reduction (2015)
  • 著者名/発表者名: Isao Tsuyumoto
  • 雑誌名: Journal of the American Ceramic Society 巻: 98 号: 12 ページ: 3666-3669
  • DOI: 10.1111/jace.13987
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Synthesis and lithium insertion properties of ramsdellite LixTiO2 anode materials (2015)
  • 著者名/発表者名: Isao Tsuyumoto, Takumi Moriguchi
  • 雑誌名: Materials Research Bulletin 巻: 70 ページ: 748-752
  • DOI: 10.1016/j.materresbull.2015.06.014
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Nano-sized Layered LiVO2 Prepared from Peroxo-polyvanadic Acid and its Electrochemical Properties (2014)
  • 著者名/発表者名: Isao Tsuyumoto, Yuya Nakakura, Satoru Yamaki
  • 雑誌名: Journal of the American Ceramic Society 巻: 97 号: 11 ページ: 3374-3377
  • DOI: 10.1111/jace.13267
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lithium Ion Insertion Properties of Nanocrystalline Anatase Titanium Oxides Prepared from Peroxo-Polytitanic Acid. (2014)
  • 著者名/発表者名: Isao Tsuyumoto, Kazuki Kobayashi
  • 雑誌名: Solid State Ionics 巻: 255 ページ: 60-64
  • DOI: 10.1016/j.ssi.2013.11.048
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis, Characterization and Charge Discharge Properties of Layer Structure Lithium Zinc Borate, LiZnBO3. (2013)
  • 著者名/発表者名: Isao Tsuyumoto, Akihiro Kihara
  • 雑誌名: Materials Sciences and Applications 巻: 4 号: 04 ページ: 246-249
  • DOI: 10.4236/msa.2013.44030
  • 査読あり
• [雑誌論文] Amorphous and Nanocrystalline Anatase Titanium Dioxides Prepared from Peroxo-Polytitanic Acid and Their Electrochemical Properties (2013)
  • 著者名/発表者名: Isao Tsuyumoto, Kazuki Kobayashi
  • 雑誌名: ECS Transactions 巻: 50 号: 48 ページ: 17-24
  • DOI: 10.1149/05048.0017ecst
  • 査読あり
• [学会発表] New Sodium Borate-Based Flame Retardants for Wood and Polyurethane Foam (2015)
  • 著者名/発表者名: Isao Tsuyumoto
  • 学会等名: 1st Asia-Oceania Symposium on Fire Safety Materials
  • 発表場所: Suzhou, China
  • 年月日: 2015-10-11
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] パワーエレクトロニクス応用に向けたBi系酸化物MOCVD膜の配向制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 河合伸哉，和田倫明，土屋哲男，有沢俊一，露本伊佐男，金子 俊幸，舘野康史，Petre Badica，遠藤和弘
  • 学会等名: 日本セラミックス協会 第28回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 富山
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] Orientation Engineering for the Growth of c-axis and Non-c-axis Epitaxial Bi2Sr2CaCu2O8+δ Thin Films by MOCVD (2015)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiro Endo, Shunich Arisawa, Toshiyuki Kaneko, Isao Tsuyumoto, Yasushi Tateno, Hirofumi Yamasaki, Petre Badica
  • 学会等名: 12th European Conference on Applied Superconductivity
  • 発表場所: Lyon, France
  • 年月日: 2015-09-06
  • 国際学会
• [学会発表] 革新的な電池開発と高校化学の深い関係 (2015)
  • 著者名/発表者名: 露本伊佐男
  • 学会等名: 第6回夢ナビライブ
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2015-06-20
  • 招待講演
• [学会発表] ビスマス系銅酸化物超伝導薄膜の配向制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: ○金子俊幸・有沢俊一・山崎裕文・露本伊佐男・Petre Badica・遠藤和弘
  • 学会等名: フィジカルセンサ研究会・電気学会
  • 発表場所: 石川・金沢工業大学
  • 年月日: 2014-12-19
• [学会発表] ポリホウ酸ナトリウムを用いたポリアクリロニトリル系樹脂の難燃化技術 (2014)
  • 著者名/発表者名: ○能登雄祐，露本伊佐男
  • 学会等名: 日本セラミックス協会北陸支部秋季研究発表会
  • 発表場所: 富山・富山大学工学部
  • 年月日: 2014-11-14
• [学会発表] ラムスデライト型チタン酸リチウムの合成とその電気化学的性質の評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: ○森口拓文・露本伊佐男
  • 学会等名: 日本セラミックス協会北陸支部秋季研究発表会
  • 発表場所: 富山・富山大学工学部
  • 年月日: 2014-11-14
• [学会発表] ビスマス系銅酸化物超伝導薄膜の配向制御技術 (2014)
  • 著者名/発表者名: ○金子俊幸・館野康史・有沢俊一・Petre Badica・露本伊佐男・遠藤和弘
  • 学会等名: 日本セラミックス協会北陸支部秋季研究発表会
  • 発表場所: 富山・富山大学工学部
  • 年月日: 2014-11-14
• [学会発表] ポリホウ酸ナトリウムを用いたポリアクリロニトリル系樹脂の難燃化 (2014)
  • 著者名/発表者名: ○能登雄佑・露本伊佐男
  • 学会等名: 第4回CSJ化学フェスタ2014（日本化学会主催）
  • 発表場所: 東京・タワーホール船堀
  • 年月日: 2014-10-14 – 2014-10-16
• [学会発表] MOCVD法による非c軸配向Bi2Sr2CaCu2O8+δ薄膜の作製と評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: ○金子俊幸・館野康史・有沢俊一・Petre, Badica・露本伊佐男・遠藤和弘
  • 学会等名: 第4回CSJ化学フェスタ2014（日本化学会主催）
  • 発表場所: 東京・タワーホール船堀
  • 年月日: 2014-10-14 – 2014-10-16
• [学会発表] 革新的な電池開発と高校化学の深い関係 (2014)
  • 著者名/発表者名: 露本伊佐男
  • 学会等名: 第5回夢ナビライブ2014」（文部科学省後援）
  • 発表場所: 名古屋・名古屋ポートメッセ
  • 年月日: 2014-07-22
  • 招待講演
• [学会発表] ホウ酸塩を使った新しい難燃技術 ―不燃木材からプラスチック用難燃塗布膜まで (2014)
  • 著者名/発表者名: 露本伊佐男
  • 学会等名: 「難燃・共同セミナー」（日本難燃剤協会・難燃材料研究会主催）
  • 発表場所: 東京・連合会館
  • 年月日: 2014-06-25
  • 招待講演
• [学会発表] Nanocrystalline TiO2 and LiVO2 Derived from Peroxo-polyacid and Their Electrochemical Properties.
  • 著者名/発表者名: Isao Tsuyumoto
  • 学会等名: 23rd Annual Meeting of MRS - J
  • 発表場所: Yokohama, Japan
  • 招待講演
• [学会発表] Preparation and Evaluation of Bi2Sr2CaCu2O8+δ Superconducting Films by MOCVD.
  • 著者名/発表者名: T. Kaneko, H. Yamasaki, S. Arisawa, P. Badica, I. Tsuyumoto, K. Endo
  • 学会等名: 23rd Annual Meeting of MRS - J
  • 発表場所: Yokohama, Japan
• [学会発表] ラムスデライト型チタン酸リチウムの合成とリチウムイオン電池負極材料への応用
  • 著者名/発表者名: ○森口拓文・露本伊佐男
  • 学会等名: 電気化学会第81回大会
  • 発表場所: 関西大学千里山キャンパス
• [学会発表] ホウ酸ナトリウムとケイ酸アルミニウムを原料とした新規導電性酸化物の開発
  • 著者名/発表者名: ○大和隆之・亀田光平・露本伊佐男
  • 学会等名: 電気化学会第81回大会
  • 発表場所: 関西大学千里山キャンパス
• [学会発表] 有機金属化学気相成長法を用いたビスマス系銅酸化物超伝導薄膜の作製と構造評価
  • 著者名/発表者名: ○金子俊幸・井上裕貴・露本伊佐男・南戸秀仁・竹井義法・遠藤和弘・有沢俊一・P. Badica
  • 学会等名: 日本セラミックス協会北陸支部秋季研究発表会
  • 発表場所: 金沢・文教会館
• [学会発表] ケイ酸塩とデンプンを複合化した難燃塗布膜の開発とその評価
  • 著者名/発表者名: ○茶木健志，露本伊佐男
  • 学会等名: 日本セラミックス協会北陸支部秋季研究発表会
  • 発表場所: 金沢・文教会館
• [学会発表] 層状岩塩型LiVO2ナノ結晶の合成とその電気化学的性質
  • 著者名/発表者名: ○露本伊佐男
  • 学会等名: 日本セラミックス協会北陸支部秋季研究発表会
  • 発表場所: 金沢・文教会館
• [学会発表] 有機金属化学気相成長法によるBi2Sr2CaCu2O8+δ薄膜の作製と評価
  • 著者名/発表者名: ○金子俊幸・山崎裕文・露本伊佐男・有沢俊一・Petre Badica・遠藤和弘
  • 学会等名: 第3回CSJ化学フェスタ2013
  • 発表場所: 東京・タワーホール船堀
• [学会発表] 過酸化ポリバナジン酸を原料としたLiVO3の合成と電気化学的性質
  • 著者名/発表者名: ○八巻 悟・露本 伊佐男
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第26回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 信州大学 長野キャンパス
• [学会発表] 有機金属化学気相成長法によるビスマス系銅酸化物超伝導薄膜の作製
  • 著者名/発表者名: ○金子俊幸・池永訓昭・森口拓文・井上裕貴・露本伊佐男・南戸秀仁・竹井義法・遠藤和弘・山崎裕文・有沢俊一・Petre Badica
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第26回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 信州大学 長野キャンパス
• [学会発表] 電子伝導性を有する新しいホウ酸リチウム還元体の開発とその応用
  • 著者名/発表者名: ○亀田 光平・露本 伊佐男
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第26回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 信州大学 長野キャンパス
• [図書] 理工系の基礎化学 (2016)
  • 著者名/発表者名: 露本伊佐男（分担執筆）
  • 総ページ数: 200
  • 出版者: 培風館
• [図書] 基礎から学ぶ機器分析化学 (2016)
  • 著者名/発表者名: 露本伊佐男（分担執筆）
  • 総ページ数: 250
  • 出版者: 化学同人
• [図書] 難燃剤・難燃化材料の最前線 (2015)
  • 著者名/発表者名: 露本伊佐男（分担執筆）
  • 総ページ数: 265
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 地球環境の教科書10講 改訂版 (2014)
  • 著者名/発表者名: 露本伊佐男（分担執筆）
  • 総ページ数: 287
  • 出版者: 東京書籍
• [図書] 次世代自動車(ＥＶ・ＨＶ)に向けた自動車材料の樹脂化による車体軽量化 -新材料開発・加工技術の事例とこれからの展開- (2013)
  • 著者名/発表者名: 露本伊佐男（分担執筆）
  • 総ページ数: 798
  • 出版者: 技術情報協会
• [図書] 難燃化の最新技術と難燃剤の選定・使用法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 露本伊佐男（分担執筆）
  • 総ページ数: 324
  • 出版者: R&Dサポートセンター