有機物を用いない希土類ナノスクロールモリブデンおよびタングステン酸化物の合成

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本申請では、一般的にナノシートおよびナノスクロールの前駆体として報告されているTiやTa、Nb以外の元素を骨格とした層状酸化物ALn[(Mo、W)O4]2（A：アルカリ金属、Ln：希土類）から「有機物を用いずに」純粋なナノスクロールを合成・評価し、新たなナノスクロール材料を開発するとともに、得られたナノシートおよびナノスクロールの特性を向上させることを目的とした。平成28年度の研究結果から、AEu(MoO4)2（A= K、Rb、Cs）はアルカリ金属イオンを変えることでそれぞれ異なる層状構造を示し、全ての層状構造に関して、層間のアルカリ金属イオンをH+に置換することによってナノスクロールへの形状変化がみられることが明らかとなっている。平成29年度はEu3+以外の希土類元素イオンを用いて前駆体を合成し、ナノスクロールへの形状変化がみられるか否かを検討した。層状構造を持つすべての前駆体において、全てもしくは一部のアルカリ金属イオンをH+に交換することに成功し、それらが形状変化することを確認した。さらに、ナノスクロール粉末をイオン交換水中に分散させた際には、その溶液が液晶性を示すことがわかった。以上の結果より、発光特性と液晶特性を持ち合わせた新規無機結晶材料HLn(MoO4)2を開発することに成功した。さらに、HEu(MoO4)2に関しては、Eu3+を一部Gd3+に置き換えた前駆体から得られたナノスクロールが、HEu(MoO4)2の1.2倍の発光強度を示すことが明らかになった。また、発光イオンをTb3+とした層状蛍光体KGd(MoO4)2 : Tb3+を作製し、H+交換を行った結果、Tb3+に起因する緑色発光を示すナノスクロールを得ることに成功した。以上の結果より、「有機物を用いずに」純粋なナノスクロールを合成・評価し、さらに、その特性を向上させることに成功した。