O²⁻およびOH⁻イオンを包接した12CaO7Al₂O₃結晶の異なるケージ構造変化と包接陰イオン分布

抄録

ナノポーラス結晶12CaO7Al₂O₃（C12A7）の結晶構造は、正に帯電したかご状構造（ケージ）より構成されており、化学量論組成の場合、全体の1/6のケージに“フリー酸素イオン”と呼ばれるO²⁻イオンが包接されることで電荷の中性が保たれている。このフリー酸素イオンはCl⁻やOH⁻などの典型的な一価陰イオンから、O⁻やH⁻のような通常不安定な活性イオン、さらには電子（e⁻）への置換が可能であり、これによりC12A7に様々な機能性を付与できる。陰イオンが包接されたケージにおいては、そのイオンの負電荷によってケージ骨格の構造緩和が理論計算より予測されているが、実験的には明らかにされていない。本研究では、一価・二価陰イオンとしてそれぞれOH⁻、O²⁻イオンを包接したC12A7の放射光Ｘ線回折データをMEM/Rietveld解析を行い、それらの結晶構造の違いを明らかにする事を試みた。