準安定な酸水酸化物結晶の創製と水酸基化学への展開

亚稳态氢氧化物晶体的制备及其在羟基化学中的应用

基本信息

批准号：
22H02170
负责人：
稲田幹
金额：
$ 11.32万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究では、(I)溶液中ならびに(II)固体中のOHを制御することで、 (A)ペロブスカイトMTiO3（M＝Ba, Ca, Sr）の水熱合成、(B)ハイドロガーネットM3A6H（M＝Ca, Sr）の液相合成と熱分解によるM12A7マイエナイト結晶合成を達成し、(III)準安定相を得るための設計指針を確立する。本年度は、溶液中のOH制御によりMTiO3、M3A6Hの合成と構造評価を行い、生成物に対する溶液中のOH、陽イオンの影響について検討を行った。また、固体中のOH変化を確認するため高温XRDによりマイエナイト結晶析出挙動を調査した。Ba-Sr比を変化させてMTiO3合成を行ったが、現在までにSrの存在下で特異結晶は確認できなかった。SrはBaよりもOHに対して敏感な挙動を示す傾向が見られた。一方、M3A6Hについては、Ca-Sr比を変化させた全ての条件においてSrコア-Caシェル型のハイドロガーネット粒子が得られ、本系においてもSrがBaよりもOH応答が敏感な傾向が示唆された。これらのことから、今後はpHタイトレータ付き粒度分布計を用いて陽イオンとOHとの関係について調査する必要があると考えている。高温XRD測定を行ったところ、OHの脱離に伴って結晶壊れ（ピーク強度の低下）ることが確認され、OHが結晶を構成する重要な因子であることが示唆された。今後、本年度導入した水蒸気発生ユニットを用いて水蒸気雰囲気制御下での高温XRDを行い、OHの影響を調査する。さらに、分担者との協働により、マイエナイトにおける結晶の安定性を計算した。ハイドロガーネットからのマイエナイト結晶化に際し、Ca系に比べてSr系は反応が進みにくいという知見を得た。

In this study, by controlling (I) the OH in solution and (II) the solids, we achieve (A) hydrothermal synthesis of perovskite MTiO3 (M = Ba, Ca, Sr), and (B) the liquid phase synthesis of hydrogarnet M3A6H (M = Ca, Sr), and (III) the M12A7 mayenite crystal synthesis by pyrolysis, and (III) the design获得亚稳态阶段的指南。今年，我们通过控制溶液中的OH，对MTIO3和M3A6H进行了合成和结构评估，并检查了OH和阳离子在溶液中对产品的影响。此外，为了确认固体的OH变化，使用高温XRD研究了Mayenite晶体的降水行为。 MTIO3合成是通过更改BA-SR比进行的，但是迄今为止，在存在SR. SR的存在下，尚无特定的晶体对OH比BA更敏感。另一方面，对于M3A6H，在更改CA-SR比的所有条件下获得了SR Core-Ca壳型氢核颗粒，这表明SR的OH响应比该系统中的BA更敏感。基于这些原因，我们认为有必要使用带有pH滴定器的粒度分布表研究阳离子和OH之间的关系。高温XRD测量结果证实，晶体分解（峰值强度降低）是由OH解吸引起的，这表明OH是构成晶体的重要因素。将来，我们将使用今年引入的蒸汽产生单元在水蒸气气氛控制下进行高温XRD来研究OH的效果。此外，与共享者合作，计算了Mayenite中晶体的稳定性。我们已经了解到，当从氢果果中结晶的Mayenite时，SR系统的反应比CA系统的反应较小。