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1. 層状構造を持つチタン酸塩は、イオン交換体やインターカレーションのホストとして多くの研究がなされてきた。しかし、イオン伝導体としてはあまり調べられていない。本研究では層状構造を持つチタン酸塩Cs_xTi_<2-x/4>O_4を取り上げ、新しい誘導体を合成し、イオン伝導体としての性質を中心に調べた。
2. Cs_xTi_<2-x/4>O_4は二酸化チタンと炭酸セシウムを用いて、700℃の加熱により合成した。イオン交換は各金属塩化物あるいは硝酸塩水溶液中に試料を分散して行った。電気伝導度は交流インピーダンス法により測定した。
3. Cs_<0.68>Ti_<1.83>O_4の組成の試料について調べた。この試料の層間のCs^+はH_+、Li^+およびNa^+とイオン交換可能であり、反応後も層状構造を保持し、層間水を含むようになった。試料はイオン伝導性を持ち、電動の活性化エネルギーは10〜18kcal/molであった。これは、層状粘土鉱物のものと同程度の値であり、個体電解質としての応用が可能であると考えられる。
層間のCs^+は、いったんLi^+にイオン交換することにより、さらに遷移金属イオンであるNi^<2+>、Cu^<2+>およびCo^<2+>とイオン交換可能であった。光吸収スペクトルを測定したところ、Ni^<2+>とCu^<2+>を導入した試料は水溶液とほぼ同様であったが、Co^<2+>を導入した試料では、可紫部の吸収帯が長波長側にシフトし、桃色から青白色に変化した。
Cs_<0.68>Ti_<1.83>O_4層間のCs^+は合成経路を工夫することにより、種々のイオンとイオン交換可能であり、高いイオン伝導性を示す試料も得られることがわかった。
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