磁性発現を目指したゲルマニウム導入新規ゼオライトの合成

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ゼオライトは、その結晶中に微細孔を持ち、水やホルムアルデヒドなどを吸着する。そのため、脱臭剤や除湿材として用いられ、工業的にも非常に重要な物質である。それに加えて近年、ゼオライトにアルカリ金属を吸着させると強磁性などの新たな磁性を示すことが見出された。多くのゼオライトの骨格組成はSi(ケイ素)とAl(アルミニウム)、O(酸素)の共有結合から細孔構造が構成されているSi-Al系ゼオライトである。ゼオライトの骨格の構成元素として他の元素を導入した合成例は少なく、さらにその磁性についての知見は皆無に近い。したがって、本研究では、Siと同族元素であるGe(ゲルマニウム)に着目し、磁性転移を示すGeを導入した新規ゼオライトを合成することを試みた。合成するターゲット物質としては、これまでの知見から、LTA,FAU,及びSOD型ゼオライトを選定した。FAU型ゼオライトに関しては、新規ではないものの、磁性転移が期待されるような、目的とするサンプル(NaGeX)が合成できた。また、Si/Ge混合系での合成検討により、Ge含有量が増加するに伴い、生成する結晶の型がLTA型からFAU型へ変化することを示した。NaGeX合成のための最適条件下においても、結晶化時間を延長した場合、および、原料組成比を最適条件からわずかに変化させると、ゼオライトではないNa_6[AlGeO_4]_6・8H_2Oが生成されることを示した。このことは、NaGeXの結晶化が非常に限られた条件下でのみ実現されることを示唆している。以上より、一般的なSi系ゼオライトと、Geを導入するゼオライトの合成手法の差異や特徴についての知見を得ることができ、目的とするGe導入FAU型ゼオライト(NaGeX)合成のための、最適条件を見出すことができた。