ボラン・複素環式化合物からのB-N-Cアロイ合成

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B-C-N-H系有機金属錯体からBNCアロイを合成し、出発物質である複素環式化合物中のNの孤立電子対の軌道の方向やBの配位数に着目し、これらの違いが得られるアロイの構造や電気的性質に及ぼす影響を調べることを目的とした。ピリジンあるいはピロールなとの複素環式化合物にポラン-メチルサルファイド錯体を滴下し、ピリジン・ポランあるいはピロール・ボラン錯体を合成した。溶媒に不溶の誘導体にした後、熱処理を行い、BNCアロイが得られた。FT-IR、固体NMRおよびXRDから、いずれも試料でも層構造で、ピリジン・ボラン錯体の場合には三配位B、ピロール・ボラン錯体の場合には四配位Bであった。ピリジン・ポラン錯体から合成されたBNCアロイは半導体的で、ピロール・ボラン錯体から合成されたBNCアロイは金属的であった。ピリジン・ボラン錯体から2173Kで合成されたBNCアロイについて、0Vから4.2Vの間のLi充放電特性を調べた結果、Li|LiClO4-EC,DEC|BNCの系でも充放電可能であることがわかった。ピリジン・ボラン錯体から合成されたBNCアロイを種々の温度で熱処理して得られたアロイについてLiの放電特性を調べた結果、熱処理温度によってその放電容量は170〜350mAhg^<-1>の間で変化した。これらの試料の層間距離をXRDにより測定し、Liの放電容量との関係を調べた結果、BNCアロイは、大崎らのカーボンの挙動によく似ており、熱処理温度の上昇に伴い結晶性が向上することにより放電容量は増加し、熱処理温度の低下による層間距離の上昇に伴い放電容量が増加する傾向を示した。CとBNCについて同じ層間距離における放電容量を比較すると、BNCアロイの方がCに比べて約50%の放電容量の増加が認められ、BNCアロイはLi二次電池の電極材料として使用可能であることがわかった。