ファンデルワールス空間を利用した新規イオン伝導性インターカレーション化合物の設計

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14550668
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 松田 元秀 岡山大学, 環境理工学部, 助教授 (80222305)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 三宅 通博 岡山大学, 環境理工学部, 教授 (30143960)
• Keywords: インターカレーション化合物 / ソフト化学 / イオン伝導体 / ファンデルワールス空間 / 合成 / 新規化合物 / 層状構造 / 層空間

Research Abstract

これまでに、ホストであるSr固溶Bi_2O_3へのヨウ素と銀のインターカレーションを検討し、現存しない全く新規なインターカレーション化合物の合成に成功している。以下に、得られた知見の幾つかを簡単に記す。
(1)その新規インターカレーション化合物の合成に関しては、ホスト内にヨウ素を予めインターカレートし、その後銀を導入するといった逐次インターカレーション反応が効果的であることが見出された。反応温度としては、ヨウ素インターカレーションに関しては443Kが、銀インターカレーションに関しては573Kが適当であった。
(2)X線回折の結果から、ホスト構造への銀とヨウ素のインターカレーションは確認され、その強度データより一次元電子密度分布を計算したところ、その種類のゲストはホストのファンデルワールス空間にインターカレートされていることが明らかになった。
(3)組成分析の結果、ヨウ素インターカレション後の試料に対して添加する銀量を変化させることによって、ゲスト組成はある程度制御可能であることが見出された。そのゲスト組成はAg/I比でおおよそ0.5前後にあることがわかった。
(4)組成分析とX線回折の結果から、Ag/I値が大きくなるにつれて、底面間隔は拡がることがわかった。インターカレーション反応前後の色変化並びに可視紫外吸収スペクトル測定の結果から、ヨウ素インターレーション後に、ホスト中のBiの部が+3価から+5価へ酸化され、銀がインターカレートされることによって、その酸化されたBiは再び+3価へと還元されることが推察された。

Research Products

• [Publications] M.Matsuda, K.Abe, M.Miyake: "Softchemical synthesis and conduction properties of new layered bismuth-based compound incorporated with silver and iodine elements"Solid State Ionics. 154-155. 413-418 (2002)
• [Publications] 上田政樹, 松田元秀, 三宅通博: "新規層状イオン伝導体のソフト化学的な合成とその評価"第9回ヤングセラミスト・ミーティングin中四国テキスト. 4-5 (2002)