| 研究課題/領域番号 |
16H02267
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
陰山 洋 京都大学, 工学研究科, 教授 (40302640)
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| 研究分担者 |
山本 隆文 京都大学, 工学研究科, 助教 (80650639)
伊藤 正一 京都大学, 理学研究科, 准教授 (60397023)
小口 多美夫 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (90253054)
松井 敏明 京都大学, 工学研究科, 准教授 (90378802)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 機能材料 / 層状化合物 / 複合アニオン / インターカレーション / 配位 |
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| 研究実績の概要 |
無機層状化合物は、様々なイオン、分子の脱挿入が可能なことから莫大な研究があるが、層状構造ゆえ元素選択性に乏しかった。代表者らは最近、層状テルル化物Ti2PTe2においてCdなど四面体配位を好む金属のみが「選択的」、かつ「低温」、「固相」で挿入されるという新奇現象を発見した。本研究では、実験と理論の両面からこの特異な挿入反応の起源・機構を解明するとともに、組成、構造、キャリア数などにより選択性の向上と制御を試みる。これにより層状化合物の選択的インターカレーション化学の基礎学理を構築し、将来の新しい元素分離へと繋がる基盤技術を創出する。
本年度はTiサイトをZrに置換したZr2PTe2について同様の実験を行なったところTi2PTe2とほぼ同様の傾向、すなわち、Zn, Cu, Cdのみが選択的な金属吸収されることが明らかになった。Ti2PTe2では、Fe, Mnが非常に過酷な条件下では若干反応することがわかっていたが、Zr2PTe2ではそのような反応は起こらなかった。この結果より、異常なインターかレーション現象は同構造をもつ物質に一般的になりたつことが明らかになった。また、Zr, Tiでは反応温度が大きく異なることも明らかになった。この性質は適当な物質を選ぶことによって、吸収したい（させたくない）金属を選別できることを意味しており、実際の応用にとっては重要な知見である。これらの性質の鍵になるのはTi, ZrがP３個、Te３個によって配位されているということ（複合アニオン配位）ではないかと考えている。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
上述したように当初予定した研究は概ね順調に進んでいる（論文は、平成２８年１１月にNature Communicationsに採択された）。
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| 今後の研究の推進方策 |
昨年度は、新しいインターグロース構造（ポリタイプ）を合成を試みてみた。具体的には、-[Te-Ti-P-Ti-P-Ti-Te]-が積層したTi3P2Te2、-[Te-Ti-P-Ti-Te-Ti-P-Ti-Te]-が積層したTi4P2Te3、-[Te-Ti-Te]-と-[Te-Ti-P-Ti-Te]-が交互積層したTi3PTe4など様々なポリタイプやそのアニオン・カチオン置換体の合成を試みたが、まだ成功していない。本年度も引き続き新物質の合成を試みると同時に、P, Te系にこだわらず、類似層状構造についても新物質探索をすすめる予定である。
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