窒化物セラミックスとアルコ-ルの反応および表面修飾への応用

六方晶窒化ホウ素(BN)とαー窒化ケイ素(Si_3N_4)について行った。1.反応の追跡(1)水との反応:H_2O(ROHのR=Hに相当)とオ-トクレブで反応させ,生成アンモニアの定量から反応率を求めた。200℃36時間ではBNはSi_3N_4の約25%大きい反応率を示した。一次反応を仮定した生性化エネルギ-はBN:55,Si_3N_4:72KJmol^<-1>で,Janderの式適用ではそれぞれ79および132KJmol^<-1>であった。どちらが妥当かについては,現段階では断定し難い.(2)メタノ-ルとの反応:nーアルカノ-ルとの反応は水と比較して著しく低く,速度解析は困難であった.最も反応性の高かったメタノ-ルでは,一次反応でもJanderの式でも活性化エネルギ-は水より小さかった.測定精度の向上と反応機構の再検討の要がある。2.表面分析水およびメタノ-ルと反応させたSi_3N_4では表面水酸基の増加がIRスペクトル測定から認められたが,BNでは表面水酸基に起因する吸収がほとんど認められなかった。また,メタノ-ルの反応生成物表面における有機基の存在は,IRおよびレ-ザ-ラマン分光測定でも確認するに至らなかった.3.表面酸性どちらの物質も表面は弱い固体酸強度を示した。ヘプタン溶液からのピリジン吸着では,水と反応後表面酸点が増加したことが示唆された。塩化チオニルによる表面水酸基の塩標置換を試みた結果,Si_3N_4ではXPSにより表面塩素の存在を認めたが,BNでは確認されなかった。しかし,いずれも塩素化により表面酸強度は増加した。今後表面塩素を官能基として,これら非酸化物の表面有機修飾を試みたい。

六方晶窒化ホウ素(BN)とαー窒化ケイ素(Si_3N_4)について行った。1.反応の追跡(1)水との反応:H_2O(ROHのR=Hに相当)とオ-トクレブで反応させ,生成アンモニアの定量から反応率を求めた。200℃36時間ではBNはSi_3N_4の約25%大きい反応率を示した。一次反応を仮定した生性化エネルギ-はBN:55,Si_3N_4:72KJmol^<-1>で,Janderの式適用ではそれぞれ79および132KJmol^<-1>であった。どちらが妥当かについては,現段階では断定し難い.(2)メタノ-ルとの反応:nーアルカノ-ルとの反応は水と比較して著しく低く,速度解析は困難であった.最も反応性の高かったメタノ-ルでは,一次反応でもJanderの式でも活性化エネルギ-は水より小さかった.測定精度の向上と反応機構の再検討の要がある。2.表面分析水およびメタノ-ルと反応させたSi_3N_4では表面水酸基の増加がIRスペクトル測定から認められたが,BNでは表面水酸基に起因する吸収がほとんど認められなかった。また,メタノ-ルの反応生成物表面における有機基の存在は,IRおよびレ-ザ-ラマン分光測定でも確認するに至らなかった.3.表面酸性どちらの物質も表面は弱い固体酸強度を示した。ヘプタン溶液からのピリジン吸着では,水と反応後表面酸点が増加したことが示唆された。塩化チオニルによる表面水酸基の塩標置換を試みた結果,Si_3N_4ではXPSにより表面塩素の存在を認めたが,BNでは確認されなかった。しかし,いずれも塩素化により表面酸強度は増加した。今後表面塩素を官能基として,これら非酸化物の表面有機修飾を試みたい。