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J-GLOBAL ID：201202229957569298   整理番号：12A1778099

分子厚さを制御した二次元ペロブスカイト型酸化物コロイドの合成とその場X線回折によるキャラクタリゼーション

Synthesis and In Situ X-ray Diffraction Characterization of Two-Dimensional Perovskite-Type Oxide Colloids with a Controlled Molecular Thickness

著者 (4件)： EBINA Yasuo (National Inst. for Materials Sci., Ibaraki, JPN) ,  AKATSUKA Kosho (National Inst. for Materials Sci., Ibaraki, JPN) ,  FUKUDA Katsutoshi (National Inst. for Materials Sci., Ibaraki, JPN) ,  SASAKI Takayoshi (National Inst. for Materials Sci., Ibaraki, JPN)
資料名： Chemistry of Materials  (Chemistry of Materials)
巻： 24  号： 21  ページ： 4201-4208  発行年： 2012年11月13日 
JST資料番号： T0893A  ISSN： 0897-4756  CODEN： CMATEX  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 増分0.4~0.5nmで厚さを制御した一連の二次元ニオブ酸塩ナノシートを合成し,その構造キャラクタリゼーションをその場X線回折法により行った。出発物質としてKCa₂Na_n-3Nb_nO_3n+1(n=4~6)をKCa₂Nb₃O₁₀とNaNbO₃の繰り返し固相か焼反応(1573K)により合成した。これらの化合物をプロトン型に転換し,さらにテトラブチルアンモニウム水酸化物溶液と反応させ半透明なコロイド懸濁液を得た。この懸濁液の遠心分離により得られるにかわ状のコロイドに対するその場X線回折(XRD)測定を行った。XRDパターンからは基底面の回折像が完全に消失し,その代わり幅広い波状パターンが出現し,ほぼ完全な剥離状態(ナノシート)を確認した。特性振動プロファイルはn,あるいは層の厚さ,に依存し,それらはペロブスカイト型酸化物の個々の二次元基本単位からのX線散乱あるいはNbO₆八面体とCa/Naからなるよく定義された繰り返し単位を含む超薄結晶からの回折に基づくシミュレーションによって再現することができた。Si基板上に堆積した試料の原子間力顕微鏡観測から厚さが2.7nm(n=4),3.1nm(n=5)及び3.6nm(n=6)のマイクロメータサイズのシートの存在を確認した。これらの結果ならびに化学分析から,新しい一群の二次元ペロブスカイト酸化物,Ca_2-δ(Na,K)_n-3+δNb_nO_3n-1(n=4~6),が得られ,これらのシートの厚さはnにより0.4~0.5nmずつ増減することを示した。また,これらのナノシートは紫外領域に強い吸収を与え,その極大波長からn=4,5,6の各化合物に対しバンドギャップとして3.96,3.81及び3.77eVを得た。また,補助触媒としてRuO₂を用いたこれら化合物が,水分解に対する優れた光触媒活性を有することが分かった。

シソーラス用語： *ペロブスカイト型結晶 ,  *コロイド ,  剥離 ,  *ニオブ酸塩 ,  X線回折 ,  ナノ構造 ,  膜 ,  X線散乱 ,  *光触媒 ,  分解反応 ,  ナノシート
準シソーラス用語： 水分解

分類 (3件)： 塩基,金属酸化物  (CD01030Z) ,  光化学反応  (CB08020F) ,  金属酸化物及び金属カルコゲン化物の結晶構造  (BK07020Y)

タイトルに関連する用語 (7件)： 分子 ,  厚さ ,  ペロブスカイト ,  酸化物 ,  コロイド ,  X線回折 ,  キャラクタリゼーション