高電荷密度マイカの六角スペースのサイズ制御によるイオン交換特性の向上

通过控制高电荷密度云母中六方空间的尺寸来改善离子交换性能

基本信息

  • 批准号:
    21K04640
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.75万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2021-04-01 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

①新規高電荷密度マイカの同形置換とその評価昨年度、合成が確立された四ケイ素型で高電荷密度の新規マイカ(Na4MgxLi2(4-x)Si8O20F4, x=2, 3, 4)の中で、x=2および4のマイカについて同形置換を行い、その構造解析を行った。x=2のマイカ(Na-4-TA2)については、四面体位置のSi4+をサイズの大きいGe4+で置換した。その結果、8あるSiのうち6までをGeで置換できた。そのGeの置換量の増加に伴い、マイカの格子定数は増加したが、六角スペースは逆に小さくなった。これは、大きくなった四面体シートとサイズが変化しない八面体シートのサイズのミスマッチによるものと考えられた。そこで、Ge置換と同時に八面体位置のLi+をサイズの大きいNa+で置換した。その結果、Geのみの置換体よりもNaを置換することで、格子定数だけでなく六角ホールも大きくなることを見出した。特に、Na4(Mg2Na4)(Si4Ge4)O20F4とした置換体の六角ホールは、Na-4-TA2の六角ホールよりも大きくなった。マイカ中のNa+の位置については、GeおよびNaの置換によって、六角ホールにあるNa+が少なくなることが解明された。x=4のマイカについては、Ge置換はわずかにしかできず、Na-4-TA2よりも同形置換が困難であった。②Na-4-マイカの同形置換と置換体のイオン交換特性昨年度、Na-4-マイカ(Na4Mg6Al4Si4O20F4)のSi4+およびAl3+をGe4+およびGa3+で置換すると、六角ホールが縮小することを見出したが、本年度、層間イオンのNa+の位置を解析した結果、置換によって、六角ホールにあるNa+が少なくなり、層間の中央付近で水和したNa+が増加することを見出した。また、同形置換により、マイカの膨潤能も増加することも明らかとなった。
① New regulations for high charge density マイカのisomorphic substitution 価 Last year, the synthesis of された四ケイPrimary type で new regulations for high charge density とイカ (Na4MgxLi2(4-x)Si8O20F4, x=2, 3, 4) の中で、x=2および4のマイカについてisomorphic replacement を行い、そのstructural analysis を行った. x=2のマイカ(Na-4-TA2)については, tetrahedral position のSi4+をサイズの大きいGe4+で substitution した.そのRESULT, 8あるSiのうち6までをGeでReplacementできた.そのGe の replacement amount の increase に companion い, マ イ カ の grid fixed number は Increase し た が, hexagonal ス ペ ー ス は inverse さ く な っ た.これは、大きくなったtetrahedron シートとサイズが変化しない八Face body シートのサイズのミスマッチによるものと卡えられた.そこで, Ge substitution and octahedral position のLi+をサイズの大きいNa+で substitution した.その results, Geのみのsubstitution body よりもNaをsubstitution することで, grid fixed number だけでなくhexagonal ホールも大きくなることを见出した. Special に、Na4(Mg2Na4)(Si4Ge4)O20F4としたsubstituted body のhexagonal ホールは、Na-4-TA2 のhexagonal ホールよりも大きくなった.マイカ中のNa+のpositionについては、GeおよびNaのreplacementによって, Hexagonal ホールにあるNa+が小なくなることが解明された. x=4のマイカについては, Ge substitution is difficult, and Na-4-TA2 isomorphous substitution is difficult. ②Na-4-マイカのisomorphic replacement and replacement body のイオン exchange characteristics last year, Na-4-マイカ (Na4Mg6A l4Si4O20F4)のSi4+およびAl3+をGe4+およびGa3+でsubstitution すると、hexagonal ホールが することを见出したが, this year, layer イオンのNa+のposition を ANALYSIS した results, replacement によって, Hexagonal ホールにあるNa+が小なくなり, layer のcentral close water and したNa+が Increase plus することを见出した.また, isomorphous substitution により, マイカの swelling energy もincrease することも明らかとなった.

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Na-4-マイカの四配位位置および六配位位置の 同形置換によるDitrigonal holeのサイズ変化
Na-4-云母中四个和六个配位位置的同构取代导致二方孔尺寸变化
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    松本潮;小川貴史;クレイグ・A・J・フィッシャー;峰松治生,樽田誠一
  • 通讯作者:
    峰松治生,樽田誠一
雲母材料の合成と機能化
云母材料的合成及功能化
Na-4-マイカの四面体位置の同形置換が Ditrigonal holeのサイズおよび層間Na+イオンの位置に与える影響
Na-4-云母四面体位置同构取代对二方孔尺寸及层间Na+离子位置的影响
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Takafumi Ogawa;Ayako Taguchi;Akihide Kuwabara;峰松治生,樽田誠一
  • 通讯作者:
    峰松治生,樽田誠一
異なる溶融塩を用いたイオン交換によるジルコニア/Na-4-マイカ複合体の化学強化
不同熔盐离子交换化学强化氧化锆/Na-4-云母复合材料
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    山地翔大;山上朋彦;山口朋浩;樽田誠一
  • 通讯作者:
    樽田誠一
透明なリチウムマイカ結晶化ガラスのCu+イオン交換およびイオン交換体の性質
透明锂云母微晶玻璃的Cu+离子交换及离子交换性能
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    藤森宏高;清水良佑;高橋季暉,樽田誠一
  • 通讯作者:
    高橋季暉,樽田誠一
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