有機物修飾金属の水素貯蔵特性

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Mg金属およびMg_2Ni、SmMg_3合金について、種々の有機物を用いた修飾法による試料調整を検討した。また、有機物修飾金属水素化物の水素貯蔵特性を未修飾系と比較しながら熱力学的および動力学的に評価し、それぞれの系について有機物修飾の効果を検討した。(1)有機物修飾によるMg系試料調整の検討有機マトリックスにTHF、ベンゼン、ペンタンを用い、金属蒸着法を応用した低温マトリックス法によるMg金属-有機物系試料(Mg-THF、Mgベンゼンなど)の調製をおこない、調製条件による影響について電子顕微鏡観察などより検討した。また、Mg系合金(Mg_2Ni、SmMg_3)-有機物系の調製では電子親和性の比較的高い有機物(アントラセン、フタロニトリルなど)を用い、修飾条件と特性について評価検討をおこなった。(2)有機物修飾Mg系金属の水素化特性の評価MgおよびMg_2Ni、SmMg_3合金の水素化挙動に関して、有機物修飾系と未修飾系について動力学的に比較検討した。Mg-THF系では水素化活性におよぼす前処理温度の効果もあわせて検討し水素化特性をより明確にした。また、水素化活性の優れていたMg_2Ni-フタロニトリル系については水素の吸収・脱離に関する圧力-組成曲線を測定し、金属水素化物生成にともなう熱力学的パラメーターの評価をおこなった。(3)有機物による修飾効果の評価Mg系合金-有機物系では、有機物修飾の結果形成される電荷移動錯体のキャラクターリゼーションをおこない、またその反応性についてはH_2-D_2交換反応より検討し、合金-有機物系による水素分子活性化と水素化機構を考察した。Mg金属-有機物系では、Mg金属蒸気が有機マトリックス中に高分散されるため、有機物修飾は形態的にもMg粒子の熱安定性を著しく向上させ水素化特性を高めていることがわかった。