複合(酸)窒化物の低温合成

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22750191
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 無機工業材料
• 研究機関: 明治大学
• 研究代表者: 渡辺 友亮 明治大学, 理工学部, 准教授 (30345392)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• キーワード: アンモノサーマル / 窒化物 / 光触媒 / 酸窒化物

研究概要

本研究では金属合金を出発材料としたアモノサーマル合成法で、光触媒用材料として期待できるNaTaN_2およびLaTaON_2の合成を試みた。得られたサンプルのX線回折図形から、加熱温度が473 Kではペロブスカイト型の酸化物が生成していることがわかり、得られた粉末の色はうす緑色である。これは酸素欠陥によるものであると考えられる。573 Kでは生成物は白色になるが結晶相は特定できなかった。673 Kから黄色になり773 Kで山吹色のNaTaN2を得ることが出来た。さらに温度を上げると酸化物になることがわかった。紫外可視吸収スペクトルからバンドギャップはおよそ2 eVと見積もられ、可視光領域に十分な吸収をもつことが確認された。従って本合成法では殆ど合成例のないNaTaN_2を、金属合金から500℃という低温でのアンモノサーマル合成により直接合成することに成功した。LaTaON_2については出発原料をLaTaの合金微粉末として用い、合成温度を873 Kとして同様な条件下での合成に成功した。合成できたLaTaON_2からは犠牲試薬存在条件下で可視光線を照査することで、水素の発生が確認された。

研究成果

• [雑誌論文] Defect controlled room temperature ferromagnetism in Co-doped barium titanate nanocrystals (2012)
  • 著者名/発表者名: Sugata Ray, Yury V Kolen' ko, Kirill A Kovnir, Oleg I Lebedev, Stuart Turner, Tanushree Chakraborty, Rolf Erni, Tomoaki Watanabe, Gustaaf Van Tendeloo, Masahiro Yoshimura and Mitsuru Itoh
  • 雑誌名: Nanotechnology 巻: 23 ページ: 025702(10)
• [雑誌論文] Low-temperature Ammonothermal Synthesis of LaTaON2 (2011)
  • 著者名/発表者名: Tomoaki Watanabe, Keisuke Tajima, JinWang Li, Nobuhiro Matsushita, Masahiro Yoshimura
  • 雑誌名: Chem. Lett 巻: 40 ページ: 1101-1102
• [雑誌論文] Crystallographic characterization of the crossed lamellar structure in the bivalveMeretrix lamarckii using electron beam techniques (2011)
  • 著者名/発表者名: Akiko Hayashi, Naoki Yokoo, Toshihiro Nakamura, Tomoaki Watanabe, Hiromichi Nagasawa, Toshihiro Kogure
  • 雑誌名: J. of Structural Biology 巻: 176 ページ: 91-96
• [雑誌論文] Direct Fabrication of La2Ti2O7 Films on Titanium Metal Substrate by Hydrothermal Reaction (2011)
  • 著者名/発表者名: Chihiro Izawa and Tomoaki Watanabe
  • 雑誌名: Trans. Mater. Res. Soc. Japan 巻: 36[3] ページ: 413-416
• [雑誌論文] Synthesis of Amphipathic YVO4 : Eu3+Nanophosphors by Oleate-Modified Nucleation/Hydrothermal-Growth Process (2010)
  • 著者名/発表者名: Takaaki Taniguchi, Tomoaki Watanabe, Ken-ichi Katsumata, Kiyoshi Okada, Nobuhiro Matsushita
  • 雑誌名: J. Phys. Chem 巻: 114 ページ: 3763-3769
• [雑誌論文] Influence of the Host Phase on the Vibrational Spectra of Europium-Doped Zirconia Prepared by Hydrothermal Processing (2010)
  • 著者名/発表者名: Eva Hemmerw and Kohei Soga, Tomoya Konishi, Tomoaki Watanabe, Takaaki Taniguchi, Sanjay Mathur
  • 雑誌名: J. Am. Ceram. Soc ページ: 1-7
• [雑誌論文] Fabrication of BaTiO3 Thin Films and Microdot Patterns by Halide-Free Nonaqueous Solution Route (2010)
  • 著者名/発表者名: Hajime Wagata, Takaaki Taniguchi, Ruwan Gallage, A. K. Subramani, Naonori Sakamoto, Tomoaki Watanabe, Masahiro Yoshimura, Nobuhiro Matsushita
  • 雑誌名: J. American Ceramic Soc 巻: 93(2) ページ: 381-386
• [雑誌論文] Crystalline arrangement and nanostructure of aragonitic crossed lamellar layers of the Meretrix lusoria shell (2010)
  • 著者名/発表者名: Akiko Hayashi, Tomoaki Watanabe, Toshihiro Nakamura
  • 雑誌名: Zoology 巻: 113, 2 ページ: 125-130
• [雑誌論文] Fabrication of a Nacre-Like Aragonite/PAA Multilayer Film on a Nacre Substrate (2010)
  • 著者名/発表者名: Akiko Hayashi, Toshihiro Nakamura, and Tomoaki Watanabe
  • 雑誌名: Crystal Growth & Design 巻: No.12 ページ: 5085-5091
• [雑誌論文] Improvement of photocatalytic activity of tantalum nitride by ammonothermal treatment at highpressure
  • 著者名/発表者名: Kazuhisa Kishida, Tomoaki Watanabe
  • 雑誌名: Journal of Solid State Chemistry 巻: (in press)
• [学会発表] Low temperature process for synthesizing nitride phosphors (2011)
  • 著者名/発表者名: Tomoaki Watanabe, Kazumichi Nonaka, Jin Wang Li, Masahiro Yoshimura
  • 学会等名: International Symposium for Phosphor Materials 2011
  • 発表場所: Niigata
  • 年月日: 20111121-23
• [学会発表] New, Low temperature process for nitride phosphors (2011)
  • 著者名/発表者名: Tomoaki Watanabe
  • 学会等名: The 11th International Meeting on Information Display
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 年月日: 20111011-15