| 研究概要 |
金属酸化物と金属イオンとの相互作用に関するモデルをたてた. 金属酸化物として, 性質がよくキャラクタライズされたα-アルミナミクロ粒子を用い, 金属イオンとして亜鉛イオンを用い, モデルの検証を試みた. 相互作用のモデルは以下のような考に基づく. 亜鉛イオンを含む溶液にアルカリを添加して溶液pHを高めていくと, あるpHで水酸化亜鉛が沈澱し, 溶液pHの上昇がほとんど認められなくなる. α-アルミナが共存する溶液で同様にアルカリ添加を行うと, α-アルミナと亜鉛イオンの相互作用があるpHで強く起き, 溶液のpHの上昇はほとんど認められなくなり, しかもこのpHは水酸化亜鉛が発生するpHよりも低いと考えられる. 即ち, 水酸化亜鉛ができるのを, Zn^<2+>, O^<2->, Zn^<2+>の間に結合が生成するとみると, この結合が生ずるpHより低いpHでAl^<3+>, O^<2->, Zn^<2+>の間に結合が生成すると考える. このような結合が, 水酸化亜鉛が生成するより低いpHで起こることにより, このpHの低下分ΔpHを基にRTΔpHで相互作用の強さを表すことが出来る. 実験結果は, α-アルミナと亜鉛イオンの相互作用がpH約6.2で起き, このpHは水酸化亜鉛の生成するpHより約1低く, アルミナ表面がほぼ亜鉛イオン単分子層で覆われることを示した. 同様の実験を, 金属酸化物表面のエネルギー状態が一様と考えられるミクロ粒子(二酸化チタン, 二酸化スズ, 二酸化マンガン)で行い, モデルが妥当であることを確認した. 亜鉛イオンに代えて銅イオンなど他の2価金属イオンでも同様の実験を行い, データを増やしている. 1価金属イオンについては金属酸化物・水溶液系の界面現象に関する実験で基本になるイオンであるので, 詳細に検討した. 表面エネルギーが一様でないと思われるミクロ粒子についても検討を行った. 熱量測定で結合のエネルギーを求めようと考え, 熱量計を購入したが, 操作に慣れるのに手間どり, 期待しているような実験が出来ていない.
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