固体電解質への新たな応用展開を生み出すゼオライトバルク体の構造設計と特性評価

研究計画の初年度となる昨年度は、代表的なゼオライトであるＡ型やX型のゼオライト、それにゼオライトの中でも構造に大きな異方性を有するL型ゼオライトを最初に取り組む研究対象ターゲットゼオライトとし、その配向化実現プロセスならびにその緻密化実現プロセスについて検討を行った。配向化に関しては、以前から注目し予備検討を進めていた磁場配向プロセスが有用であることを明示した。ゼオライトが示すイオン交換性を上手く利用し、磁性希土類イオンならびに磁性3d遷移金属イオンをゼオライト構造のミクロ細孔内に導入することで、それら磁性イオン未導入試料の配向化に対して必要とされる磁場に比べ、きわめて低い強度の磁場を用いたプロセスでL型ゼオライトの配向性を任意に制御できることを見出した。一方、緻密化に関する検討では、水熱ホットプレス法と呼ばれる水熱反応処理中に試料を一軸方向から加圧するプロセスによりゼオライトを緻密化させることができ、95%程度の相対密度を示すＡ型やX型ゼオライトの作製が可能であることを見出した。微細構造を評価したところ、水熱ホットプレス処理を施すと、粒子界面が判別し難いような組織が形成されることを走査型電子顕微鏡を用いた観察から明らかにした。また、一部の試料の高温での電気的特性を交流二端子法を用いて評価したところ、温度の増加とともに導電率の値は増加し、試料によっては固体電解質への応用上望ましいとされる導電率を示すことを明らかにした。

研究計画の初年度となる昨年度は、代表的なゼオライトであるＡ型やX型のゼオライト、それにゼオライトの中でも構造に大きな異方性を有するL型ゼオライトを最初に取り組む研究対象ターゲットゼオライトとし、その配向化実現プロセスならびにその緻密化実現プロセスについて検討を行った。配向化に関しては、以前から注目し予備検討を進めていた磁場配向プロセスが有用であることを明示した。ゼオライトが示すイオン交換性を上手く利用し、磁性希土類イオンならびに磁性3d遷移金属イオンをゼオライト構造のミクロ細孔内に導入することで、それら磁性イオン未導入試料の配向化に対して必要とされる磁場に比べ、きわめて低い強度の磁場を用いたプロセスでL型ゼオライトの配向性を任意に制御できることを見出した。一方、緻密化に関する検討では、水熱ホットプレス法と呼ばれる水熱反応処理中に試料を一軸方向から加圧するプロセスによりゼオライトを緻密化させることができ、95%程度の相対密度を示すＡ型やX型ゼオライトの作製が可能であることを見出した。微細構造を評価したところ、水熱ホットプレス処理を施すと、粒子界面が判別し難いような組織が形成されることを走査型電子顕微鏡を用いた観察から明らかにした。また、一部の試料の高温での電気的特性を交流二端子法を用いて評価したところ、温度の増加とともに導電率の値は増加し、試料によっては固体電解質への応用上望ましいとされる導電率を示すことを明らかにした。