選択的溶出法による新規H型層状ペロブスカイトの合成とその高機能光触媒への変換

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14350462
• 研究機関: 早稲田大学
• 研究代表者: 菅原 義之 早稲田大学, 理工学部, 教授 (50196698)
• 研究分担者: 安盛 敦雄 東京理科大学, 基礎工学部, 助教授 (40182349)
• キーワード: 層状・層間化合物 / イオン交換体 / 光触媒 / 選択的溶出反応 / ペロブスカイト

研究概要

【n-アルコールとHCa_2Nb_3O_<10>・xH_2Oの相互作用】光触媒による水からの水素発生において犠牲試薬として一般的に使用されるn-アルコールとDion-Jacobson相HCa_2Nb_3O_<10>・xH_2O (HCN)との相互作用を検討するため、HCNとn-アルコールとの反応を行なった。HCNをメタノール(含水量10mass%)とオートクレーブ中で加熱したところ、基本面間隔は1.56nmとなりHCNの水和相、無水和相とは異なる値となった。得られたメタノール□との生成物をn-プロパノールとオートクレーブ中で加熱すると、基本面間隔は1.56nmから1.96nmに増加した。さらにn-プロパノール□との生成物を中間体として炭素数4以上のn-アルコールとオートクレーブ中で加熱すると、アルキル鎖の鎖長に応じ基本面間隔が増加した。^<13>C CP/MAS NMR分析より、酸素に隣接する炭素のケミカルシフトはn-アルコールに比べて約20ppm低磁場へシフトしており、層間の有機基はNb-O-C結合有するアルコキシ基であることがわかった。
【H型層状ペロブスカイトの水素環境の調査】H型層状ペロブスカイト層間のH近傍の局所構造、結合状態や運動性などに関する詳細な情報を得るため、固体NMRを用いて検討を行った。^1H MAS NMRによりH型層状ペロブスカイト層間のプロトンの化学シフトを調査したところ、シグナルは9〜14ppmの間に観察された。温度変化^1H broad-line NMR測定の結果から、H_<1.8>[(Sr_<0.8>Bi_<0.2>)Ta_2O_7]層間においてHの運動性は均一ではないと考えられるのに対し、H_2La_2Ti_3O_<10>層間のHの運動性は均一な状態にあるものと考えられる。

研究成果

• [文献書誌] M.Kudo, H.Ohkawa, W.Sugimoto, N.Kumada, Z.Liu, O.Terasaki, Y.Sugahara: "A Layered Tungstic Acid H_2W_2O_7nH_2O with a Double-octahedral Sheet Structure : Conversion Process from an Aurivillius Phase Bi_2W_2O_9 and Structural Characterization"Inorganic Chemistry. 42. 4479-4484 (2003)
• [文献書誌] S.Yoshioka, Y.Takeda, Y.Uchimaru, Y.Sugahara: "Hydrosilylation in the 2D Interlayer Space between Inorganic Layers : Reaction between Immobilized C=C Groups on the Interlayer Surface of Layered Perovskite HLaNb_2O_7xH_2O and Chlorohydrosilanes"Journal of Organometallic Chemistry. 686. 145-150 (2003)
• [文献書誌] S.Tahara, Y.Sugahara: "Interlayer Surface Modification of the Protonated Triple-Layered Perovskite HCa_2Nb_3O_<10> xH_2O with n-Alcohols"Langmuir. 19. 9473-9478 (2003)