二酸化マンガン-層状複水酸化物複合体の合成と酸性排ガス処理への循環利用

層状複水酸化物（LDH）は、ホスト層の2価金属、3価金属の組み合わせが様々であり、多様な組成を取ることが可能である。また、ゲスト層に目的のアニオンを複合し様々な機能を持たせたり、金属を担持したりすることも可能である。当該年度は、Mg-Al LDHにMnO2を複合し、酸化触媒および吸着剤としての機能を持つMnO2/Mg-Al LDHの創製を試みた。MnO2/Mg-Al LDHはまず前駆体として、過マンガン酸イオン(MnO4-)をLDH層間にインターカレートしたMnO4型Mg-Al LDHを合成し、その後塩化マンガン中で還元することでMnO2/Mg-Al LDHを合成した。MnO4型Mg-Al LDHの合成法は、共沈法、再水和法、アニオン交換法の3つの方法を選択し、生成物の化学組成及び構造を比較検討した。3つの方法で合成したMnO4型Mg-Al LDHは、すべて層状構造を保持しており、どのLDHもMn元素を含有していたことから、MnO4-が層間にインターカレートされていることが分かった。共沈法によるMnO2/Mg-Al LDHは層状構造を保持していたが、3つの合成方法の中で最もMn含有量が少なかった。再水和法によるMnO2/Mg-Al LDHは、層状構造をよく保持しており、Mn含有量は2番目に多かった。Mn/Al=1.0で合成したアニオン交換法によるMnO2/Mg-Al LDHは、層状構造をよく保持しておりMn含有量は10.4wt%であった。Mn/Al=10で合成したアニオン交換法によるMnO2/Mg-Al LDHは、Mn含有量はもっとも多かったが、層状構造が保持できていなかった。MnO2/Mg-Al LDHに含まれるMn元素はほとんどMnO2の状態であり、ホスト層の電荷は共沈法ではCl-が補償していると考えられる。

層状複水酸化物（LDH）は、ホスト層の2価金属、3価金属の組み合わせが様々であり、多様な組成を取ることが可能である。また、ゲスト層に目的のアニオンを複合し様々な機能を持たせたり、金属を担持したりすることも可能である。当該年度は、Mg-Al LDHにMnO2を複合し、酸化触媒および吸着剤としての機能を持つMnO2/Mg-Al LDHの創製を試みた。MnO2/Mg-Al LDHはまず前駆体として、過マンガン酸イオン(MnO4-)をLDH層間にインターカレートしたMnO4型Mg-Al LDHを合成し、その後塩化マンガン中で還元することでMnO2/Mg-Al LDHを合成した。MnO4型Mg-Al LDHの合成法は、共沈法、再水和法、アニオン交換法の3つの方法を選択し、生成物の化学組成及び構造を比較検討した。3つの方法で合成したMnO4型Mg-Al LDHは、すべて層状構造を保持しており、どのLDHもMn元素を含有していたことから、MnO4-が層間にインターカレートされていることが分かった。共沈法によるMnO2/Mg-Al LDHは層状構造を保持していたが、3つの合成方法の中で最もMn含有量が少なかった。再水和法によるMnO2/Mg-Al LDHは、層状構造をよく保持しており、Mn含有量は2番目に多かった。Mn/Al=1.0で合成したアニオン交換法によるMnO2/Mg-Al LDHは、層状構造をよく保持しておりMn含有量は10.4wt%であった。Mn/Al=10で合成したアニオン交換法によるMnO2/Mg-Al LDHは、Mn含有量はもっとも多かったが、層状構造が保持できていなかった。MnO2/Mg-Al LDHに含まれるMn元素はほとんどMnO2の状態であり、ホスト層の電荷は共沈法ではCl-が補償していると考えられる。