高圧合成法によるH/Mが4を超えるアルカリ土類-7B遷移金属系水素化物の探索

高压合成法寻找H/M大于4的碱土7B过渡金属氢化物

基本信息

批准号：
14750570
负责人：
亀川厚則
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

アンビル式高圧装置を用いて、高い水素含有量の新規水素化物を合成することを本研究の目的とした。軽量であるMgをベースとし、希土類元素および遷移金属元素を組み合わせることにより新規水素化物が合成可能であるか検討し、得られた新規水素化物の結晶構造、水素含有量および熱的安定性を調査した。Mg-希土類元素系ではMg-Sc、Mg-La、Mg-Ce、Mg-PrおよびMg-Nd系について新規水素化物の探索を行なった。その結果、MgH_2-xmol%LaH_3、MgH_2-xmol%CeH_<2.5>、MgH_2-xmol%PrH_3においてx=25~33付近に新規水素化物相が出現した。また、この水素化物相はMg-La系およびMg-Ce系においては3GPa以上、Mg-Pr系では5GPa以上において出現した。これらの相はいずれも正方晶系の単位格子を有しており、約600Kで吸熱を伴う水素解離が生じ、Mgと希土類水素化物に分解することが判明した。また、x=25においてMg-La、Mg-CeおよびMg-Pr系はそれぞれ4.1mass%、3.7mass%および3.9mass%の水素を含有することが明らかになった。一方、Mg-ScおよびMg-Nd系については本研究にて用いた高圧装置の限界圧力6GPaまででは原料および高圧下で形成されるY-MgH_2のみが出現し、新規水素化物の合成は確認されなかった。上記の通り、モル量あたりの水素含有量H/Mが4を超える化合物の合成には至らなかったが、2年の研究期間の間で4つもの新規化合物が合成され、今後の更なる進展が十分に期待される結果を得た。

这项研究的目的是使用砧型高压装置合成具有高氢含量的新氢化物。基于轻质毫克，我们研究了是否可以通过结合稀土元素和过渡金属元素来合成新的氢化物，并研究了所得新型氢化物的晶体结构，氢含量和热稳定性。在MG-RARE地球系统中，搜索了新的Hydride，以发现MG-SC，MG-LA，MG-CE，MG-PR和MG-ND系统。结果，新氢化物阶段在MGH_2-XMOL％LAH_3，MGH_2-XMOL％CEH______ <2.5>和MGH_2-XMOL％PRH_3中出现在x = 25至33左右。此外，该氢化物相在MG-LA系统和MG-CE系统中出现在3GPA或更多，在MG-PR系统中以5GPA或更多。所有这些阶段都有四方单位细胞，与原始氢分离发生在约600 K处，发现将其分解为Mg和稀土氢化物。还显示，在X = 25时，Mg-LA，MG-CE和MG-PR系统分别包含4.1个质量％，3.7质量％和3.9质量％的氢气。另一方面，对于MG-SC和MG-ND系统，仅在高压下形成的原材料和Y-MGH_2以6GPA的限制出现在本研究中使用的高压装置的6GPA，并且没有确认新的Hydride合成。如上所述，在为期两年的研究期间合成了每摩尔量H/m的化合物H/m的合成H/M超过4，但多达四种新化合物，从而导致未来的结果完全可以进一步进展。