| 研究課題/領域番号 |
20H05663
|
|---|
| 研究機関 | 京都大学 |
|---|
研究代表者 |
邑瀬 邦明 京都大学, 工学研究科, 教授 (30283633)
|
|---|
| 研究分担者 |
梅林 泰宏 新潟大学, 自然科学系, 教授 (90311836)
中野 博昭 九州大学, 工学研究院, 教授 (70325504)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2020-08-31 – 2025-03-31
|
| キーワード | 電析 / 電気めっき / 濃厚電解液 / 深共晶溶媒 / 配位型イオン液体 / 溶液化学 / 金属錯体 / 金属組織 |
|---|
| 研究実績の概要 |
本研究は、(1) 水和物融体を用いる電析・電気めっきの解析と高度化、(2) 塩化アルミニウム－グライム系DESを用いるAl電析の解析と高度化、(2) 超濃厚α-ヒドロキシ酸水溶液を用いるCu2O薄膜電析の解析と高度化、を主要課題としている。
本年度、(1) に関しては、金属Cr電析について金属組織の解析に着手する一方、電解液中のCr(III)化学種の電子スペクトル解析を行った。金属Moの電析については、建浴に用いる塩の選択を中心に、実験再現性を検討した。金属Agの電析に関しては、水和物融体を形成する３種のハロゲン化リチウムと電析形態の相関を明らかにした。また、新規な電析系としてケイフッ酸浴の代替を目指す金属Pb電析に着手した。金属塩の溶解性を明らかにし、電析挙動と電析物の相関を調べている。
(2) に関しては、グライム類の鎖長と電析性の相関を解明する足がかりとして、錯体の分子軌道計算に着手した。ここではG1からG5へ至る各鎖長のグライム類とAl3+イオンの配位構造やその結合エネルギーの違いを明らかにした。一方、Al電析の高度化ついては、AZ31合金表面への電析性改善と、得られるAl膜の耐食性や硬度の解析を行った。
(3) に関しては、電解液のpHと電析Cu2Oの配向性の相関を解明すべく、種々のpHの電解液を建浴し、析出過電圧を統一した上で電析挙動を比較に着手した。ここでは、錯形成の遅さを踏まえた、厳密なpH調整法について検討している。
(1)～(3) の主要課題以外に、電気化学における新たな試みとして、超濃厚電解液をSiCのアノード酸化へ活用する研究を行った。また、金属カチオンを含んだ新規なDESや配位型イオン液体について、グライム類やクラウンエーテルを配位子とするプロトン性溶媒和イオン液体の伝導に関する研究をすすめ、環状配位子でのみ発現する高速プロトン伝導を解明した。
|
| 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
新型コロナウイルス感染症拡大の影響により、本研究課題は2020年（令和2年）9月からのスタートとなったものの、初年度に予定していた設備備品の選定と購入を迅速にすすめることができ、参画する各機関での研究環境は問題なく整備された。研究の一部は、課題採択前から予備的にすすめていたため、計画していた研究へただちに着手できている。水和物融体からの金属電析では、本研究を立案する上での基礎となった金属Crや金属Agの電析に加え、金属Moや金属Pbの電析研究をすすめ、後者は国内学会（資源・素材学会、2021年3月）において成果の一部を発表するに至った。金属Cr電析の成果も国際学会（Interfinish 2020、2021年9月）において発表予定である。グライム類の鎖長と電析性の相関については、いくつかの分子軌道計算を終え、得られた知見は国内学会（日本分析化学会、2021年5月）と国際学会（Pacifichem2021、2021年12月）において発表する。関連する原著論文も、現在執筆中のものを含め、数報におよんでいる。出張が制約される中、各機関同士の研究の打合せには遠隔会議システムや電子メールを活用しており、対面での議論と同様、問題なくすすめることができている。以上より、本課題研究はおおむね順調に進展していると判断する。
|
| 今後の研究の推進方策 |
初年度の設備備品の購入により研究環境はおおむね整っているが、研究出力をさらに上げるため、京都大学では2021年（令和3年）5月から、新潟大学では同年4月から、特定有期雇用教員（特定助教）と博士研究員（特任助教）をそれぞれ雇用し、本研究課題へ重点的にあたらせる。前者は京都大学においてアルミニウム電析に、後者は山口大学において溶液化学にそれぞれ携わってきた研究者で、これにより研究がより推進されることが期待される。また、新潟大学にて行ってきた分子軌道計算を京都大学においても並行してすすめるため、計算ソフトウェアのライセンス契約をする。九州大学においては、解析対象の試料を乾燥雰囲気下で迅速に取り扱うためのグローブボックス装置を導入する予定でいる。
|
| 備考 |
イオン液体ワークショップ2020において学生（森 崇裕）が優秀ポスター賞を受賞
|
