半導体ミクロポーラスクリスタルの合成と応用

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07555274
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 山中 昭司 広島大学, 工学部, 教授 (90081314)
• 研究分担者: 川路 均 広島大学, 工学部, 助教授 (10214644)
• キーワード: ミクロポーラスクリスタル / 半導体 / 触媒 / 吸着 / 分子認識

研究概要

[目的]
粘土のケイ酸塩層間を架橋して得られる粘土層間架橋多孔体の出現は、それまで、ゼオライトだけに限られていたミクロポア多孔体の種類を大幅に拡大することに成功した。本研究では、層間架橋の手法を層状チタン酸塩に適用し、半導体ミクロポア多孔体を合成し、その特性を生かした機能性材料の応用開発を行う。
[研究成果の概要]
1.層状チタン酸塩層間層間架橋体の精密細孔制御
酸化によりイオン交換容量を調整した層状チタン酸塩を用いることにより、細孔径が制御できることを明らかにした。しかし、交換容量が減少すると、予想とは逆に、細孔径は増大する傾向にあり、これはシリカ架橋の生成機構と関連すると思われる。
2.半導体ミクロポーラスクリスタルの触媒への応用
架橋多孔体にイオン交換性を回復することに成功し、銅イオンを担持した半導性ミクロポア多孔体を合成した。この多孔体はCOの酸素酸化反応に活性が高いことを見出した。銅を担持していないシリカ架橋多孔体においては、触媒活性を示す温度は100°C近く高く、シリカ架橋していないチタン酸塩は全く触媒活性を示さなかった。
3.半導体ミクロポーラスクリスタルのリチウム二次電池電極材料への応用
ホストとして用いた層状チタン酸塩、Rb_xMn_<0/75>Ti_<1.25>O_4自体も酸化することにより、正極活物質として利用できるが、シリカで層間架橋することにより、可逆性が改善されることが分かった。また、層間架橋によっても,Mnの酸化数は3価で保持されていることも放電容量の測定から明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] S. Yamanaka: "New Deintercalation Reaction of Clcium from Calciumu Disilicide. Synthesis of Layered Polysilane" Mat. Res. Bull.31. 307-316 (1996)
• [文献書誌] F. Shimizu: "NMR Study in Superconducting Silicon Clathrate Compound NaxBaySi46" Phys. Rev.B54. 13242-13246 (1996)
• [文献書誌] K. Nishimura: "Characterization of Layered Polysilane" Jpn. J. Appl. Phys.35. L293-296 (1996)
• [文献書誌] H. Kawaji: "Composition Dependence of the Superconducting Transition Temperature of Silicon Clathrate Compounds NaxBa6Si46," Solid State Comm.100. 393-395 (1996)
• [文献書誌] S. Yamanaka: "New Layer Structured Nitride Superconductor. Lithium Intercalated β-Zirconium Nitride Chloride. LixZrNCl." Advanced Mat.8. 771-774 (1996)
• [文献書誌] H. Y. Zhu: "Molecular Recognition by Na-loaded Alumina Pillared Clay" Faraday Transactions.(in press). (1997)
• [文献書誌] S. Yamanaka: "Cluster Assembled Materials" Trans Tech Publication, 308 (1996)