チタノシリケートおよびカルシウムリン酸塩マイクロポーラス・ナノ結晶の構造評価

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水吸着剤および放射性廃液処理剤として期待されるGTS型チタノシリケートの,2価金属イオンによる交換体を調製し,粉末XRD,FT-IRおよびRaman分光法による構造評価を行った。また,生体材料として期待されるMgおよびZn置換カルシウム水酸化アパタイトのTEM観察による構造評価を行った。1.Na-GTS型チタノシリケートのCo2+およびSr2+イオン交換体の構造を比較検討した。Co2+の場合,イオン交換量の増加とともに格子定数が増大するのに対し,Sr2+の場合,格子定数は減少する。XRDピーク強度比の変化にも違いが見られ、計算値と比較して、細孔内における交換性イオンの占有サイトについて検討した。Coの場合には、8員環の中心からシフトした1種類の占有サイト、Srの場合には2種類の占有サイトが考えられる。FT-IRスペクトルは、Srイオン交換による顕著な変化を示さなかったが、Coイオン交換により、Ti-0伸縮振動(570cm-1)およびSi-0伸縮振動(885cm-1)によるピークが、高波数側へシフトした。Co2+イオンの方が、骨格構造により大きな変化をもたらしている。また,水分子のOH伸縮振動によるピークは,イオン交換により幅が広くなり,低エネルギー側にシフトした。'2.ZnおよびMgがβ-TCPに固溶しており,結晶構造の対称性(空間群P3c)に変化は無いことがわかった。固溶量の増加とともに、粒子サイズは増大した。1000℃で焼成した場合、Mg組成2%の時、粒径200-400nmであるのに対し、Mg組成10%では粒径800-2000nmであった。また、Zn組成1%の時、粒径350-700nmであるのに対し、Mg組成13%では粒径2-3μmであった。Mg固溶体の粒径は、Zn固溶体より小さくなった。以上の結果を取りまとめ,2つの国際会議において発表した。