希土類含有電析膜のイオン記憶性

含稀土沉积薄膜的离子记忆

基本信息

批准号：
07230273
负责人：
松本泰道
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Kumamoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

希土類イオンとマンガンイオンあるいはコバルトイオンの両者のイオンを含有する水溶液中で電解酸化を行うと希土類イオンを含有する水和したCoOOHまたはMnO2の膜が得られた。電析は希土類イオンの存在により大きく抑制されるがコバルトの場合が著しい。また重希土の場合程そのイオンの膜中含有率が高く、抑制効果もも大きいことが分かった。水晶振動子マイクロバランス法により水和量を求め、希土類イオン一個あたりの水分子の数を求めた。その結果、MnO2の場合にはその水和量は8-10であり、水中の水和量に近い値を全ての種類の希土類イオンの場合において得られた。結局、MnO2電析には希土類イオンは析出するMnO2粒子表面に吸着しながら膜中に取り込まれることにならると考えられた。ところがCoOOHにおいては重希土イオンの場合程水和量は減少した。その数は2-3であり、水中の場合の水和数より圧倒的に少ない。結局、希土類イオンの取り込み量の増加に伴い、水和数は減少することが明かとなった。この結果より希土類イオンはCoOOHの層間に取り込まれ層状の構造を形成すると思われる。このとき層間距離はある程度の大きさまで広がることが出きるが、希土類イオンが多量になると水和数を減少させる必要がでてきて、結果として水和数の減少が生じると思われる。この層状化合物の形成は活性化エネルギーを必要とし、結果として電析抑制効果として現れてくると思われる。この希土類イオン含有層状化合物はプロトンと希土類イオンとの間でイオン交換するが、再び希土類イオンを取り込ませると始めに存在していた希土類イオンを優先的に取り込むという希土類イオン記憶性を持っていることがあきらかとなった。このイオン記憶性は層状の空間が選択性を高めるためと思われた。

电解氧化是在含有稀土离子，锰离子或钴离子的水溶液中进行的，从而产生了含有稀土离子的水合COOOOH或MNO2膜。稀土离子的存在极大地抑制了电沉积，但是在钴的情况下，它明显更为明显。还发现较重的稀有土壤在膜中具有较高的离子含量，并且抑制作用也更大。水合量通过石英晶体微平衡法确定，并确定稀土离子的水分子数。结果，MNO2中的水合量为8-10，并且在所有类型的稀土离子中获得了接近水中水合的值。最后，人们认为稀土离子会吸收到膜中，同时吸附到沉淀的MNO2颗粒的表面上。但是，在COOOH中，与重稀土离子的情况下的水合量减少。该数字为2-3，远小于水中的水合数量。最后，发现随着稀土离子的增加数量，水合的数量减少。该结果表明，稀土离子是在COOOH层之间掺入的，并形成了分层结构。目前，层间距离可以在一定程度上扩展，但是当存在大量稀土离子时，可能会减少水合的数量，从而减少水合数量。这种分层化合物的形成需要活化能，并且被认为会导致抑制电沉积的作用。这种稀土离子的层状化合物交换在质子和稀土离子之间进行了离子，但是已经揭示了当再次将稀土离子摄入时，它优先掺入了一开始就存在的稀土离子。人们认为这种离子内存是由于分层空间提高了选择性的原因。