超高速MASを用いたMQ-MASNMR法によるセリア系酸化物伝導体の局所構造解析

使用超快 MAS 通过 MQ-MASNMR 方法分析二氧化铈基氧化物导体的局部结构

• 批准号: 24921005
• 负责人: 安東 真理子
• 金额: $ 0.38万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-24921005/
• 关键词: セリア系酸化物イオン伝導体; 超高速MAS; MQ-MAS NMR

研究目的酸化物イオン伝導体の伝導度はドープするカチオンにより大きく変わることが知られており、カチオンをドープしたことにより変化する局所構造を解析することは、イオン伝導プロセス解明のために重要である。本研究の目的はセリア系酸化物伝導体において、ドープするカチオン量に伴い変化する酸素欠陥量と局所構造変化の関係を固体NMR法によって解明するものである。研究方法測定に使用するNMR装置は日本電子製ECA-600を用いた。測定法は試料を高速回転させて測定するMAS(Magic Angle Spinning)法を用い、プローブは1.3mmφの超高速MASプローブを使用した。1.3mmφプローブは48kHzまで試料を高速回転させることが可能で、より精度の高い解析が可能である。研究成果(Ceo_2)_<0.8>(Y_2O_3)_<0.2>についてO-17MQ-MAS NMR測定を行った。解析結果を用いてピークシュミレーションを行い、各酸素サイトの四極子定数を算出した。ここで算出した四極子定数を用いて(CeO_2)_<0.8>(Y_2O_3)_<0.2>のO-17MAS NMR測定結果のピーク分離を行った。その結果、一次元のO-17MAS NMR測定のみで解析するよりもより精確なピーク分離を行うことが可能となり、I>1/2核のNMR測定において四極子の影響でピークの重なりが見られる場合の解析方法として有効であることを確認した。しかし、(CeO_2)_<0.8>(Y_2O_3)_<0.2>以外の組成については、O-17MQ-MAS NMR測定の条件設定に時間を要するためまだ達成しておらず、今後の課題である。

研究目的众所周知，氧化物离子导体的电导率根据掺杂的阳离子而发生很大变化，分析因掺杂阳离子而改变的局部结构对于阐明离子传导过程具有重要意义。本研究的目的是利用固态核磁共振阐明二氧化铈基氧化物导体中氧空位数量（随掺杂阳离子数量的变化而变化）与局部结构变化之间的关系。研究方法 用于测量的NMR装置是JEOL制造的ECA-600。所采用的测量方法为MAS（魔角旋转）法，其中样品高速旋转，并使用直径为1.3 mm的超高速MAS探针。 1.3mmφ探头可以以高达48kHz的高速旋转样品，从而实现更准确的分析。对研究结果(Ceo_2)_<0.8>(Y_2O_3)_<0.2>进行了O-17MQ-MAS NMR测量。使用分析结果进行峰值模拟，并计算每个氧位点的四极常数。使用此处计算出的四极常数，进行(CeO_2)_0.8(Y_2O_3)_0.2的O-17MAS NMR测定结果的峰分离。结果，与仅使用一维O-17MAS NMR测量的分析相比，可以进行更精确的峰分离，并且在I>1/2核的NMR测量中由于四极杆的影响而观察到峰重叠。证实了该方法作为案例分析方法是有效的。然而，对于(CeO_2)_<0.8>(Y_2O_3)_<0.2>以外的成分，尚未实现，因为设置O-17MQ-MAS NMR测量条件需要时间，这是未来的挑战。

项目成果

Y-89 MAS NMRによる欠陥蛍石型酸化物CeO_2-YO_<1.5>の局所構造解析

Y-89 缺陷型萤石型氧化物CeO_2-YO_<1.5>的MAS NMR局部结构分析

• 发表时间: 2012
• 作者: 安本勝;他;登一;安東真理子;及川格;清野肇;安東真理子
• 通讯作者: 安東真理子

Oxygen-17 NMR Study of Defects in LnO_<1.5>CeO_2 (Ln = La and Nd)

LnO_<1.5>CeO_2 (Ln = La 和 Nd) 缺陷的氧 17 NMR 研究

• 发表时间: 2013
• 期刊: Chemistry Letters
• 影响因子: 1.6
• 作者: 安本勝;他;登一;安東真理子
• 通讯作者: 安東真理子