酸水素化物ガラスの合成及び機能開拓

氢氧玻璃的合成及功能开发

• 批准号: 19J23439
• 负责人: 新井 一功
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J23439/
• 关键词: 酸水素化; ガラス; ナノキューブ; 酸水素化物

本年度は昨年度の続きのナトリウム―シリカゲルの水素化と、新たな試みのSrTiO3とBaTiO3ナノキューブの酸水素化の大きく二つの研究を行った。ナトリウム―シリカゲルはこれまでの研究から、水素気流下の焼成で結晶性の水素化ナトリウムが析出することが判明した。水素化ナトリウムの析出を抑制するために、焼成温度を検討した。室温、200℃、300℃でそれぞれ反応させて、X線回折測定から結晶化を確認したところ、室温では帰属不可能な一本のピークが確認された。200℃、300℃の試料では水素化ナトリウムのピークが確認された。反応温度を変化させても結晶化は抑制できなかった。熱重量分析―質量分析によって水素量を見積もったが、300℃焼成の試料でも検出された水素はごくわずかであり、十分な量の水素を導入することはできなかった。これまでの予備実験から100面が露出したSrTiO3ナノキューブにおいて、水素化カルシウムを用いた酸水素化を行うと、従来よりも多量の水素が導入されていることが示唆された。本年度はBaTiO3ナノキューブでの酸水素化と、SrTiO3とBaTiO3ナノキューブの水素量の定量などより詳細な調査を行った。X線回折測定で求めた格子定数と中性子線回折測定によるRietveld解析、熱重量分析―質量分析によって水素量を見積もると、BaTiO3ナノキューブでも従来よりも多量の水素が置換されていることが判明した。Kissinger解析から水素拡散の活性化エネルギーを求めると、これまでの報告よりも低い値を示した。これは水素量の増加によって、水素拡散のメカニズムが変化したを考えられる。

今年，我们进行了两项有关钠凝胶氢化的主要研究，该研究从去年开始，以及SRTIO3和BATIO3纳米纸的新尝试的酸氢化。先前的研究表明，氢化钠在氢流下钙化时会沉淀。为了抑制氢化钠的沉淀，研究了钙化温度。该反应在室温（200°C和300°C）下进行，并通过X射线衍射测量确认结晶，并确认在室温下无法分配的单个峰。在200°C和300°C的样品中观察到氢化钠的峰。即使改变了反应温度，也无法抑制结晶。通过热重分析 - 质谱法估计氢的量，但是即使在300°C钙化的样品中，也很少检测到氢的量，并且无法引入足够的氢。先前的初步实验表明，当使用氢化钙在SRTIO3纳米容器中进行100个裸露表面进行氧气化时，比以前引入了更多的氢。今年，我们进行了更详细的研究，包括在BATIO3纳米容器中的酸氢化以及SRTIO3和BATIO3纳米容器中氢含量的定量。当使用X射线衍射测量测量确定的晶格常数估算氢的量，使用中子衍射测量测量的Rietveld分析以及热重分析质量分析，也发现，即使是Batio3纳米摄罪盒也已被比以前更大的氢替换。在确定从基林分析中氢扩散的活化能时，发现它比以前报道的低。这被认为是氢扩散机制由于氢数量的增加而发生了变化。