ゼオライトの非晶質化によるナノ粒子分散ガラスの作成とその微視的機構の解明

非晶化沸石制备纳米粒子分散玻璃及其微观机理的阐明

基本信息

批准号：
10875124
负责人：
大西直之
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Chubu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至 1999
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10875124/
关键词：
ゼオライトクラスター微粒子透過電子顕微鏡酸化物ガラス

项目摘要

フォトクロミックガラスや非線形光学ガラスに代表される機能性ガラス材料の作成においては、機能発現の鍵となるハロゲン化銀や金属微粒子のサイズ及び分散状態を制御することが重要である。本研究ではクラスター状のゲスト物質を細孔内に吸着したゼオライト結晶の加熱、非晶質化、燒結によって微粒子のサイズ、分散状態を制御したバルクガラス材料を作成するための基礎的知見として、加熱による非晶質化と微粒子の生成・分散過程の微視的機構を明らかにすることを目的とする。昨年度の研究経過においてはNiイオンを導入したX型、Y型およびA型ゼオライト(Ni-X,Ni-Y,Ni-A)を加熱することによって直径10nmのスピネル構造微結晶(NiAl_2O_4)を分散させる事に成功した。この微結晶生成過程ではフレームワークを構成するAlと外部から導入したNiイオンが反応することでスピネルが生成した。本年度の研究ではこのようなフレームワークとの反応を避け、より安定したクラスターを分散させることを目的としてPtを導入したゼオライトを用いたバルク焼結体の作成を試みた。試料作成はX型ゼオライトに水溶液によるイオン交換法を用いてPt(NH_4)^<2+>_3イオンを導入した。これを種々の温度、時間で熱処理し、粉末X線回折パターンの変化を調べると共に、高分解能透過電顕観察を行った。これらの結果より、加熱による(NH_4)^<2+>_3イオンの解離と共にPt微粒子が生成し、徐々にゼオライト骨格を壊しながら成長することが明らかになった。Pt微粒子は直径約5nmとNiの場合よりもさらに微細なものを得ることができた。また加熱温度を調節することによってほぼ同サイズのPt微粒子がゼオライト結晶中に分散したものと非晶質中に分散したものの2種類が得られた。

在光致变色玻璃、非线性光学玻璃等功能玻璃材料的生产中，控制卤化银和金属微粒的尺寸和分散状态非常重要，这是功能表达的关键。在这项研究中，我们专注于加热、非晶化和烧结沸石晶体，其孔中吸附有簇状客体物质，以制造具有受控粒径和分散状态的块体玻璃材料。这项研究的目的是阐明非晶化的微观机制。以及细颗粒的产生和分散。去年的研究过程中，通过加热X型、Y型、A型沸石（Ni-X、Ni-Y、Ni-A）分散出直径为10 nm的尖晶石结构微晶（NiAl_2O_4）我成功地将镍离子引入其中。在该微晶形成过程中，通过构成骨架的Al与从外部引入的Ni离子之间的反应生成尖晶石。在今年的研究中，我们尝试使用掺铂沸石制造块状烧结体，以避免与骨架发生此类反应并分散更稳定的团簇。通过使用水溶液的离子交换法将Pt(NH_4) 2+ _3 离子引入X型沸石中来制备样品。在不同的温度和时间下对其进行热处理，并研究了粉末 X 射线衍射图案的变化以及高分辨率透射电子显微镜。由这些结果可知，Pt微粒随着(NH_4)^2+_3离子的加热解离而生成，一边逐渐破坏沸石骨架一边生长。 Pt颗粒的直径约为5 nm，比Ni的直径还要细。通过调节加热温度，获得两种尺寸大致相同的Pt细颗粒：一种颗粒分散在沸石晶体中，另一种颗粒分散在非晶材料中。