パイロクロア型酸化物Eu₂Ti₂O₇の低温還元反応

抄録

金属ハイドライドを用いた低温還元反応は、従来法と比べ酸素欠損量を大幅に向上させることができることは、これまでペロブスカイト型酸化物を中心に示されてきた。パイロクロア型酸化物に対する研究例は、Blundredらによるものがある。この報告によると、RE₂Ti₂O₇ の希土類サイトのイオン半径が小さい場合(RE = Yb, Lu)、パイロクロア構造を保ったままある程度の酸素を取除くことが可能であるが、イオン半径が大きい場合(RE = Sm, Eu)には、ペロブスカイト型構造RETiO₃へと変化するといわれている。
最近の我々の酸水素化物BaTiO_3-xH_xの合成を受け、本研究では、Aサイトが希土類の場合にも酸水素化物が合成できるのではないかと予想した。具体的には、二価状態もとれるEuを含むパイロクロア型酸化物Eu₂Ti₂O₇に対し、金属ハイドライドとともに真空中熱処理を施した。粉末X線回折パターンからは、ペロブスカイト型構造であることはすぐにわかったが、反応体の空気中でのTG測定の結果、重量増加が認められたことから、酸素欠損の存在が示唆された。このことはリートベルト構造解析からも裏付けられた。さらに、TG-MS測定を行なったところ、大量の水素の放出が観測された。したがって、酸水素化物EuTiO_3-xH_xが合成されたと結論した。