シリカ上で合成したV2O5・nH2Oが放置中に受ける構造変化のその場ラマン分光

抄録

　シリカ上に担持したmonovanadateに水分を作用させると、monovanadateは速やかに重合し、無機高分子V₂O₅⋅nH₂Oを生成する。こうして生成したV₂O₅⋅nH₂O担持シリカを加熱脱水処理すると、V₂O₅⋅nH₂Oはmonovandateに再分解、あるいは、無水V₂O₅に結晶化するが、どちらの過程が優先されるかは実験条件に依存する。加熱脱水までの放置時間もこのことに影響を与える要素の一つで、放置時間が長くなるとmonovanadateへの再分解が抑制され、V₂O₅への結晶化が促進されることが分かっている。V₂O₅への結晶化は、V₂O₅⋅nH₂Oを構成する各リボンが互いに「接着」することによって起こると考えられているので、放置の間にはリボンの積層化が進むと考えられるが、まだ確かめられていない。 　今回、0.5 atom/nm²の表面密度でmonovanadateを担持した多孔質シリカ（平均細孔径2.5 nm）に水分を作用させて合成したV₂O₅⋅nH₂O担持シリカの放置中のラマンスペクトルを２１時間（1260分）にわたりその場測定した。観測されたスペクトルの時間変化を詳細に解析した結果、シリカ上のV₂O₅⋅nH₂Oの構造が放置中に孤立単層リボン構造から多層リボン構造へゆっくり変化することが分かった。今回の実験結果は、今まで考えられてきたV₂O₅結晶化のモデルに強い裏付けを与えるものである。