無公害型清澄剤の開発-清澄作用のメカニズムと酸化還元平衡-

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13450357
• Research Institution: Ehime University
• Principal Investigator: 前川 尚 愛媛大学, 工学部, 教授 (50000873)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山下 浩 愛媛大学, 工学部, 助教授 (00182501)
• Keywords: ガラス融体 / 微分パルスボルタンメトリー / 半波電位 / 酸化還元平衡 / 固体NMR / 無アルカリガラス / 清澄

Research Abstract

1.高温ガラス融体中の多価金属イオンの酸化還万-ボルタンメトリー
ソーダ・ライム系ガラス及び多成分系無アルカリガラス融体中のFe、Sn、Ce、Sイオンの酸化還元挙動をボルタンメトリーによって調べた。ソーダライム系融体のFeイオンについては[Fe^<2+>]/[Fe^<3+>]平衡は温度上昇とともに還元側に移動する。アルカリイオンのイオン半径が小さいほど酸化側へシフトする一方、アルカリ土類金属イオンのイオン半径が小さい程還元側にシフトすることも認められた。従って、[Fe^<2+>]/[Fe^<3+>]を支配する因子はFe^<3+>錯体の安定性と系の塩基度であることが分かった(J.Ceramiic Society of Japan投稿中)。無アルカリガラス(SiO_2-B_2O_3-Al_2O_3-CaO)は粘性が高くまた電気伝導性も小さい。この融体中のSnイオンのボルタンメトリーにおいて少量のNa^+イオンを添加することで電流を稼げること、またNa^+添加量を変えて融体の半波電位を求めNa^+の濃度ゼロに外挿することで無アルカリガラスにおける平衡を論じることができた。
2.ガラスの分光学的研究-ガラスのNMR
ガラス化試料の固体NMRによる微視的構造とガラスの酸・塩基性との関連を調べた。対象とするガラスは無アルカリガラス(MO(M_2O)-SiO_2-Al_2O_3-B_2O_3)とした。^<11>B,^<27>Al及び^<29>Si NMRスペクトルのピーク分離よりアルカリ及びアルカリ土類金属酸化物のSiO_2,Al_2O_3およびB_2O_3との反応性の序列を決定した。K_2O>Na_2O>BaO>SrO>CaO>PbO>MgO>ZnOの順にB_2O_3との反応性が大きいことが分かり、結果をSi(Q_3)+B(Q_3)=Si(Q_4)+B(Q_4):K=[Si(Q_4)][B(Q_4)]/[Si(Q_3)][B(Q_3)]なる平衡反応で記述することができた。(J.Non-Cryst.Solids投稿中)

Research Products

• [Publications] Taro Asahi: "Preparation and optical properties of ZnS-microcrystals deposited in silica gels"Ceramics International. 27. 39-43 (2001)
• [Publications] 朝日太郎: "硫黄含有アルカリホウ酸塩ガラスの着色と硫黄の存在状態"J.Ceram.Soc.Jpn. 110・6. 576-582 (2002)