層状化合物の酸化・還元反応による機能性材料作製

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1)還元反応による層状陽イオン交換体の層間陽イオン量の制御WoP_2O_7を還元することにより, 層間に任意の量の陽イオンをインターカレートすることを試み, 陽イオン一個が層間で占める面積を, 広い範囲で制御できるようになった. 得られた化合物の層間の陽イオンを, 他の金属イオン(Li, K, Rb, Cs, Mg, Ca, SrおよびBa)および炭素数が18までの直鎖のアルキルアンモニウムイオンでイオン交換した. 多くの場合, 交換率は80%以上であった. また, 出発物質であるWoP_2P_7に種々のアミンを直接反応させて, ポスト層のWを還元することなくインターカレーション化合物を合成し, イオン交換により得られている化合物との比較を行った.2)酸化による層の持つ負電荷量の制御層状化合物LiNbO_2およびLi_2MoO_3を, 科学的あるいは電気化学的手法により酸化し, 層の持つ負電荷を減少させ, 層間のLiイオン量を制御することを試みた. その結果, Li/Nbの比は1.0から0.5のLi/Moの比は2.0から1.23の範囲で制御が可能であった. これらの化合物の格子定数変化は, 酸化に伴うホスト層中の遷移金属間に存在する金属-金属結合の原子価の変化に伴う強度の減少およびLiMoO_3の場合には層内に存在するLiイオンの挙動により説明された.3)酸化反応による層状陰イオン交換体の作製電気的に中性な層を酸化し, 層間に生じた正電荷に応じた量の陰イオンをインターカレートさせる試みを, VOCIおよびMnPS_3を用いて行った. この結果VOCIにピリジンをインターカレートさせた化合物を, 過塩素酸および亜臭素酸ナトリウムで酸化することにより, 出発物質と色と層間距離の異なる化合物が得られた. これらの化合物についてのキャラクタリゼーションは, 現在行いつつある.