リチウムケイ酸塩のCO2吸収能と表面欠陥の関係解明にむけた蛍光による評価法の確立

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K23653
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 0502:無機・錯体化学、分析化学、無機材料化学、エネルギー関連化学およびその関連分野
• 研究機関: 中央大学
• 研究代表者: 渡邉 美寿貴 中央大学, 理工学部, 助教 (60847987)
• 研究期間 (年度): 2019-08-30 – 2021-03-31
• キーワード: リチウムケイ酸塩 / 表面欠陥 / 発光特性 / 二酸化炭素吸収

研究成果の概要

二酸化炭素吸収材として知られるリチウムケイ酸塩について、その蛍光強度が表面欠陥量の増加にともない増加することを明らかにした。その表面欠陥に起因する蛍光特性と二酸化炭素吸収能を利用し、二酸化炭素吸着に伴う蛍光特性の変化を観察した。独自に作製した光学測定用セルを用いて雰囲気を制御し、水や空気などの影響を取り除いたうえで、リチウムケイ酸塩の二酸化炭素吸着及び吸収に伴う蛍光特性の変化を正確に測定した初めての例である。リチウムケイ酸塩の発光特性は表面欠陥量や欠陥種により変化し、さらに、二酸化炭素吸着および吸収にともない発光特性が変化することを明らかにした。

自由記述の分野

無機材料化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、リチウムケイ酸塩の二酸化炭素吸着に伴う蛍光特性の変化を観察することで表面欠陥と二酸化炭素吸着の関係性を定量的・定性的に評価しようとする今までにない試みである。最終的には二酸化炭素吸着による表面欠陥の変化を二酸化炭素吸収反応進行度毎に(in-situ）観察可能にする。本研究による新評価法の確立は、リチウムケイ酸塩の二酸化炭素吸収素材としての機能性を高める材料設計指針の提示に向けた大きな一歩である。