温水処理を伴うゾルーゲル法による層状複水酸化物薄膜の直接合成

热水处理溶胶-凝胶法直接合成层状双氢氧化物薄膜

• 批准号: 17760546
• 负责人: 忠永 清治
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Osaka Prefecture University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17760546/
• 关键词: 層状複水酸化物; ゾルーゲル法; 温水処理; 陰イオン交換体; 薄膜; 炭酸イオン; スピロピラン; インターカレート; ゾル-ゲル法; ドデシル硫酸イオン

層状複水酸化物(LDH)は、様々な陰イオンを層間に挿入できることが知られている陰イオン交換体である。このLDHは通常、沈殿として作製されるが、コーティング膜として様々な基材の上に形成できれば、LDHの応用が広がることが期待される。本年度は、前年度に得られた知見をもとに、Zn-Al系LDH薄膜の組成や温水処理温度が結晶析出に与える影響、様々な有機アニオンが挿入されたZn-Al系LDH薄膜の形成、Mg-Al系およびNi-Al系LDH薄膜の作製について検討を行った。Zn-Al系LDH薄膜の作製において、様々なZn/Al比を有する前駆体アモルファス膜を作製し、温水処理を行ったところ、Zn/Alの比が1のとき、最も多くのLDH結晶が析出することがわかった。また、温水処理温度を60℃とした場合は、100℃の場合と比べて比較的小さなサイズの微結晶が密度高く析出し、透明なLDH薄膜が得られることがわかった。温水処理の溶液に様々な有機塩を溶かすことによって、様々な有機アニオンが挿入されたZn-Al系LDH薄膜が形成できた。スルホン化されたスピロピラン分子を含む温水処理した場合、x線回折測定の結果、2.658mmの層間隔に対応するピークが観察され、スピロピランが挿入されたLDH薄膜が形成されたことを確認した。MgO-Al_2O_3系薄膜を作製し、この膜の温水処理によるLDHの析出条件の検討を行ったところ、中性条件下ではLDH結晶の析出は観察されなかったが、pH=12のNaOH溶液を用いて温水処理をおこなったときに最も多くの結晶が析出することがわかった。

层状双氢氧化物（LDH）是一种已知能够在层间插入各种阴离子的阴离子交换剂。该LDH通常以沉淀物的形式生成，但如果能够在各种基材上形成涂膜，则预计LDH的用途将会扩大。今年，我们将在前一年获得的知识基础上，研究Zn-Al基LDH薄膜的成分和热水处理温度对晶体析出的影响，以及Zn-Al基LDH薄膜的形成。插入各种有机阴离子的薄膜，我们研究了基于 Mg-Al 和 Ni-Al 的 LDH 薄膜的制备。在制备Zn-Al基LDH薄膜时，制备了不同Zn/Al比例的前驱体非晶薄膜，并进行热水处理，当Zn/Al比例为1时，析出的LDH晶体数量最多。发现确实如此。还发现，当热水处理温度为60℃时，与温度为100℃时相比，相对较小的微晶以更高的密度析出，从而形成透明的LDH薄膜。通过将各种有机盐溶解在热水处理溶液中，形成插入各种有机阴离子的Zn-Al基LDH薄膜。当用含有磺化螺吡喃分子的热水处理时，作为X射线衍射测量的结果，观察到对应于2.658mm的层间距的峰，证实了插入有螺吡喃的LDH薄膜的形成。当我们制备MgO-Al_2O_3薄膜并通过用热水处理该薄膜来研究LDH沉淀的条件时，在中性条件下没有观察到LDH晶体沉淀，但是当使用pH=12的NaOH溶液时，发现当进行热水处理时析出的晶体数量最多。

项目成果

Preparation and Application of Alumina-and Titania-Nanocystals-Dispersed Thin Films Via Sol-Gel Process with Hot Water Treatment

热水处理溶胶-凝胶法制备氧化铝和二氧化钛纳米晶分散薄膜及其应用

• 发表时间: 2006
• 期刊: J. Sol-Gel Sci. Tech 40
• 作者: K.Sato;T.Yoshiie;Q.Xu;箱崎 和久;K.Kakimoto;K.Kakimoto;K.Kakimoto;K.Kakimoto;K.Tadanaga
• 通讯作者: K.Tadanaga

Direct Formation of Zn-Al Layered Double Hydroxide Films with High Transparency on Glass Substrate by the Sol-Gel Process with Hot Water Treatment

热水处理溶胶-凝胶法在玻璃基板上直接形成高透明度锌铝层状双氢氧化物薄膜

• 发表时间: 2006
• 期刊: Cryst. Growth Design 6[7]
• 作者: K.Sato;T.Yoshiie;Q.Xu;箱崎 和久;K.Kakimoto;K.Kakimoto;K.Kakimoto;K.Kakimoto;K.Tadanaga;N.Yamaguchi
• 通讯作者: N.Yamaguchi

Platelike Crystal Growth of Zn-Al Layered Double Hydroxide by Hot Water Treatment of Sol-Gel Derived Al_2O_3-ZnO Films on Glass Substrate

玻璃基板上溶胶-凝胶Al_2O_3-ZnO薄膜热水处理Zn-Al层状双氢氧化物板状晶体生长

• 发表时间: 2006
• 期刊: Chemistry Letters 35・2
• 作者: K.Sato;T.Yoshiie;Q.Xu;箱崎 和久;K.Kakimoto;K.Kakimoto;K.Kakimoto;K.Kakimoto;K.Tadanaga;N.Yamaguchi;N.Yamaguchi
• 通讯作者: N.Yamaguchi