酸水素化物ガラスの合成及び機能開拓

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本年度は昨年度の続きのナトリウム―シリカゲルの水素化と、新たな試みのSrTiO3とBaTiO3ナノキューブの酸水素化の大きく二つの研究を行った。ナトリウム―シリカゲルはこれまでの研究から、水素気流下の焼成で結晶性の水素化ナトリウムが析出することが判明した。水素化ナトリウムの析出を抑制するために、焼成温度を検討した。室温、200℃、300℃でそれぞれ反応させて、X線回折測定から結晶化を確認したところ、室温では帰属不可能な一本のピークが確認された。200℃、300℃の試料では水素化ナトリウムのピークが確認された。反応温度を変化させても結晶化は抑制できなかった。熱重量分析―質量分析によって水素量を見積もったが、300℃焼成の試料でも検出された水素はごくわずかであり、十分な量の水素を導入することはできなかった。これまでの予備実験から100面が露出したSrTiO3ナノキューブにおいて、水素化カルシウムを用いた酸水素化を行うと、従来よりも多量の水素が導入されていることが示唆された。本年度はBaTiO3ナノキューブでの酸水素化と、SrTiO3とBaTiO3ナノキューブの水素量の定量などより詳細な調査を行った。X線回折測定で求めた格子定数と中性子線回折測定によるRietveld解析、熱重量分析―質量分析によって水素量を見積もると、BaTiO3ナノキューブでも従来よりも多量の水素が置換されていることが判明した。Kissinger解析から水素拡散の活性化エネルギーを求めると、これまでの報告よりも低い値を示した。これは水素量の増加によって、水素拡散のメカニズムが変化したを考えられる。