無機材料化学研究室


教職員
堀田紀好 教授、高島正之 助教授、米沢晋 助手


研究内容紹介

1.炭素材料に関する研究

  炭素粉末に対して陽極酸化処理あるいはプラズマ処理を行い、その酸素還元電極の材料としての評価を行なっています。(図はプラズマ処理装置)


2.無機フッ素化学に関する研究


  フッ素は酸素よりも電気陰性度の大きい唯一の元素として、様々な分野においてキーマテリアルとして注目されています。しかし、無機化合物にフッ素あるいはフッ素化剤を作用させて種々の機能性材料を創出する研究を行なうためには、フッ素やフッ酸、各種フッ化物(インターハロゲン化合物を含む)、の取り扱いや管理に対する十分な基礎知識とノウハウが必要で、なかなか思い立って簡単にできるものではありません。本研究室では、長年の基礎知識、経験の蓄積に基づき、独自設計のライン(図参照)を構築するなどして無機フッ素化学について広範囲の研究を行なえる環境を整備しています。現在の具体的な研究テーマは以下のとおりです。



耐フッ素雰囲気熱天秤ライン


バッチ式フッ素化処理
装置


微小部X線回折装置

希土類二元金属酸化フッ化物に関する研究

 Ln
2Ln'2O3F6の組成を持つ希土類二元金属酸化フッ化物のうち、Ndを含む化合物は高い酸化物イオン電導性(同一温度でYSZの約100倍)を示し、固体電解質としての応用が期待できます。この化合物群は高島正之助教授のオリジナル物質であり、先日X線回折データの国際データベースにも登録になりました。物性の評価、デバイスとしての応用など基礎から応用までの研究を行なっています。図は結晶構造解析装置です。

リチウム二次電池正極活物質の表面フッ素化改質に関する研究

 リチウム含有金属複合酸化物について電気化学反応場である表面にフッ素を導入し、充放電プロセスの高ポテンシャル化、円滑化を目指しています。図のような専用の反応ラインを構築し、精密な表面フッ素化を試みています。

希土類含有酸化フッ化物ガラスの合成に関する研究

 希土類を高濃度に含むガラスでしかもアニオンがハイブリッドになっているものが合成できることを見出してきました。全くのニューガラスなので基礎データ収集、デバイス応用の可能性を含めて総合的に研究しています。

電解複合メッキに関する研究

 樹脂やセラミクス粒子を取り込んだ金属膜を電解複合メッキにより作製する方法を研究し、様々な応用の可能性を探求しています。表面の複雑な構造を生かした新たな材料の創出を行い、電池材料や潤滑面をもつ材料としての実用化の可能性を探っています。中でも、「合メッキによる新規水素吸蔵合金粒子材料の開発」については民間との共同研究を軸にかなり実用に近い部分も含めて研究しています

フッ素と二酸化炭素の反応に関する研究
 全くの新しい発想として、二酸化炭素をフッ素で「燃やし」てやろうと考えています。物理化学的な計算では、この反応からエネルギーを取り出せると期待できます。

<参考文献>

陽極酸化したカーボンブラックの特性評価
堀田紀好,李 旭
材料,48巻,9号,1053-1058 (1999)

Fluorohalogenation of superconduction oxide YBa2Cu3O7-d with ClF3
M.Takashima, S.Yonezawa, M. Aoyama, M. Matsumiya,
J. Fluorine Chemistry, 97, 247-252 (1999).

Electrodeposition and surface properties of Nickel-PTFE composite film
T.Ibe, H.Kiyokawa, Y.B.Chong, S.Yonezawa, M.Takashima
Material Science Research International, 4 (1998) 148-152

Electric conductivity and crystal structure of neodymium-containing binary rare-earth metal oxide fluorides
M.Takashima, S.Yonezawa, Y.Ukuma     J. Fluorine Chem., 87 (1998) 229-234

Electrichemical behavior of carbon alloy CxN prepared by CVD using a nickel catalyst
T.Nakajima, M.Koh, M.Takashima, S.Yonezawa, Y.Ukuma

Electrochimica Acta, 43 (1998) 883-891

Effect of LiF addition at preparation of LiCoO2 on its properties as an active material of lithium secondary battery     S.Yonezawa, T.Okayama, H.Tsuda, M.Takashima
J. Fluorine Chem., 87 (1998) 141-143

1-(5-Methanesulfinyl-2,2,6-trimethyl-3a,3b,4,5,6,8a-hexahydro-1,3,8-trioxacyclopenta[a]inden - 5 - yl)hexan-1-ol
S.Yonezawa, M.Leblanc, A.Guesdon, C.Alexandre
Acta Crst., C54 (1998) 1986-1987


Electrodeposition of water repellency Ni-P alloy composite film

H.Kiyokawa, R.Ikeda, Y.B.Chong, S.Yonezawa, M.Takashima
Hyomen Gijutsu, 48 (1997) 939-940

Surface Modification of Carbon Black by Anodic Oxidation and Electrochemical Characterization
K.Horita, Y.Nishibori, T.Ohshima
CARBON, 34 (1996) 217-222

High current density electrodeposition of Ni-P alloy film on alumina plate.
H.Kiyokawa, H.Sawada, S.Yonezawa, K.Horita, T.Unishi, M.Takashima

Zairyo, 45 (1996) 572-576

Preparation and electrical conductivity of neodymium-europium oxide fluorides.
M.Takashima, S.Yonezawa, K.Horita, K.Ohwaki, H.Takahashi

J. Mater. Chem., 6 (1996) 795-799

Morphology of electrodeposited Ni-P alloy film
H.Kiyokawa, M.Takahashi, S.Yonezawa, K.Horita, T.Kiyokawa, M.Takashima
Hyomen Gijutsu, 47 (1996) 80-81

The reaction between chlorine trifluoride and oxygen-deficient YBa2Cu3O7-d.
M.Takashima, S.Yonezawa, S.Hirano, M.Iino, T.Unishi, A.Sumiyama
J. Fluorine Chem., 72 (1995) 55-59


Electrodeposition and electric resistivity of Ni-Cu alloy film
H.Kiyokawa, S.Yonezawa, K.Horita, T.Unishi, M.Takashima
Denki Kagaku oyobi Kogyo Butsuri Kagaku, 63 (1995) 648-53


Diffusion behavior of the BF4- anion in polyaniline fibrils. Influence of the physical state  of polyanilineS.Yonezawa, K.Kanamura Z.Takehar
J. Chem. Soc. Faraday Trans., 91 (1995) 3469-3474

Effect of morphology of polyaniline on its discharge characteristics in nonaqueous Electrolyte
K.Kanamura, Y.Kawai, S.Yonezawa, Z.Takehara

J. Electrochem. Soc., 142 (1995) 2894-2899


Effects of the solvent for the electropolymerization of aniline on discharge and charge characteristics of polyaniline     S.Yonezawa, K.Kanamura, Z.Takehara
J. Electrochem. Soc., 142 (1995) 3309-3313


Oxygen Plasma Processing onto Carbon Black Surface for Gas Diffusio Electrode of Fuel Cell
 
K.Horita, S.Kubota, H.Matsuoka

TANSO, 165 (1994) 255-260


酸素プラズマプロセシングによるアセチレンブラックの表面修飾とガス拡散電極への応用
堀田紀好, 仲津研一, 西堀  , 久保田哲史
日本化学会誌, 1994 (1994) 512-517

フッ素および硝酸によるアセチレンブラックの表面改質と酸素電極への応用

堀田紀好, 西堀 
炭素, 161 (1994) 10-14


[資料・解説など]

フッ素化学入門   日刊工業新聞社(1997.3)(日本学術振興会フッ素化学第155委員会編)
高島正之、分担執筆(第2 フッ素ガス,無水フッ化水素の取り扱いと材料,第3 希土類元素のフッ化物,酸化フッ化物の合成,性質,応用)

フッ素化学と工業II-進歩と応用-   化学工業社(1973)
高島正之、分担執筆(
p.59-81,フッ化黒鉛の化学)

無電解めっき廃液の処理技術開発に関する研究
堀田紀好,呉 行正,畑下昌範
福井大学地域共同研究センター,7巻,114-117(1999.9)

X線光電子分析装置への期待
高島正之、米沢 晋
機器分析センター年俸,第4巻別冊 (1999.8)



<学会発表>

四フッ化炭素プラズマで処理したカーボンの電気化学的特性
李 旭,堀田紀好
電気化学会北陸支部秋季大会要旨集,3-4(1999.9)

CF4プラズマで処理したカーボンの酸素還元特性
李 旭,堀田紀好
第26回炭素材料学会年会要旨集,212-213(1999.12)

リチウム電池正極活物質のフッ素処理
米沢 晋、高島正之
電気化学会北陸支部秋季大会要旨集,8-9(1999.9)

LiMO2(M=Co, Ni)のNF3及びClF3による表面改質
米沢 晋、平野 彰、高島正之
第66回電気化学会要旨集,3H09(1999.4)

NF3によるLiMn2O4の表面改質
大江 周、米沢 晋、高島正之
第66回電気化学会要旨集,3H10(1999.4)

リチウム含有複合酸化物表面へのフッ素の導入と電気化学特性への影響
米沢 晋、高島正之、飯田得与志
第23回フッ素討論会要旨集,O-04(1999.11)

Ni-PTFE複合皮膜電析による水素吸蔵合金の表面改質
高島正之、米沢 晋、上野俊英、松村勇一、清川 肇
第23回フッ素討論会要旨集,O-05(1999.11)

Ni-PTFE複合メッキ水素吸蔵合金を用いたMH電極の充放電特性
松村勇一、清川 肇、清川 忠、高島正之、米沢 晋
第40回電池討論会,1B18(1999.11)

Neutron and NMR study of fluoride ion disorder,
S.Yonezawa, V.Maisonneuve, E. Suard, F. Taullele, M. Takashima, M. Leblanc
Abstract of The International Conference on Fluorine Chemistry '99 Tokyo,
P-6 (1999.5).

Thermal stability of binary raer earth metal oxide fluorides,
T. Tanioka, Y. Nakajima, M. Leblanc, S.Yonezawa, M. Takashima
Abstract of The International Conference on Fluorine Chemistry '99 Tokyo,
P-8 (1999.5).

Preparation of rare earth oxide-fluoride glasses,
T. Yago, H. Umehara, S.Yonezawa, M. Takashima
Abstract of The International Conference on Fluorine Chemistry '99 Tokyo,
P-9 (1999.5).

The electrochemical properties of LiMO2(M=Ni, Co) treated with NF3 and ClF3

A. Hirano, T. Iida, S.Yonezawa, M. Takashima
Abstract of The International Conference on Fluorine Chemistry '99 Tokyo,
P-13 (1999.5).

Coating of Ni-PTFE composite film on powdered hydrogen strage alloy, MmNi5-x(Co, Al, Mn)x

T. Ueno, M. Kato, Y. Matsumura, H. Kiyokawa, S.Yonezawa, M. Takashima
Abstract of The International Conference on Fluorine Chemistry '99 Tokyo,
P-15 (1999.5).


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