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マンガン酸化物の製造方法

国内特許コード P130010146
整理番号 H21-076
掲載日 2013年12月13日
出願番号 特願2010-079233
公開番号 特開2011-207725
登録番号 特許第5598844号
出願日 平成22年3月30日(2010.3.30)
公開日 平成23年10月20日(2011.10.20)
登録日 平成26年8月22日(2014.8.22)
発明者
  • 中山 雅晴
  • 鈴木 一史
  • 真田 篤志
出願人
  • 国立大学法人山口大学
発明の名称 マンガン酸化物の製造方法
発明の概要 【課題】カソード還元法により良好な電流応答が得られるとともに、安価なステンレス板を使用することができる、電荷貯蔵材料、触媒、吸着材、イオン交換体として有用な高い結晶性を有する層状マンガン酸化物の製造方法を提供する。
【解決手段】アルカリ金属イオン共存下で過マンガン酸イオン(MnO)を電気化学的に還元することを特徴とするマンガン酸化物の製造方法である。添加するアルカリ金属イオンの過マンガン酸イオンに対する濃度比は10~100の範囲にする。また、電極に印加する電位は+0.17~-0.04V(対銀/塩化銀電極)の範囲にする。また、電極基板としてステンレス鋼やステンレス鋼よりも貴な金属からなる電極基板、酸化インジウムスズ(ITO)被覆ガラス電極および炭素電極の群から選ばれる少なくとも1種の電極基板を使用することができる。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要



マンガン酸化物はさまざまな結晶構造を有し、電子・カチオンの注入によって複数の酸化状態を取りうるため、二次電池、キャパシタなどの電荷貯蔵材料として活発に研究されてきた。層状マンガン酸化物は電子移行のための連続的な酸化物層とイオン移動のための連続的な空間をあわせもち、その特異なイオン交換特性や電気化学特性がさまざまな分野で注目されている。





バーネサイトは海底マンガン団塊を形成している鉱物の一種であり、金属イオンに対する極めて大きな吸着容量が注目されてきた。バーネサイトはMnO正八面体ユニットが稜を共有することで二次元層構造を有している。Mnは主に4価で存在するが、一部が3価に置換されることでMn酸化物層(シート)は負に帯電しており、この負電荷を電気的に中和するためにカチオンがインターカレートしている。





バーネサイト型層状マンガン酸化物の製造方法として、特許文献1には、有機第4アンモニウムイオンの存在下で2価のマンガン化合物を電気化学的に酸化することにより、該有機第4アンモニウムイオンをインターカレートした層状マンガン酸化物薄膜を製造することが開示されている。

産業上の利用分野



本発明は、リチウムニ次電池、スーパーキャパシタの電極材料、エレクトロクロミック材料、吸着材、イオン交換材料あるいは触媒として有用なバーネサイト型層状マンガン酸化物の製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
アルカリ金属イオン共存下で過マンガン酸イオン(MnO)を、アルカリ金属イオンの過マンガン酸イオンに対するモル濃度比を10~100の範囲にし且つ、電極に印加する電位を+0.17~-0.04V(対銀/塩化銀電極)の範囲にしてカソード還元することを特徴とする結晶性を有する層状マンガン酸化物の製造方法。

【請求項2】
電極基板として、ステンレス鋼、ステンレス鋼よりも貴な金属、酸化インジウムスズ被覆ガラス電極および炭素電極の群から選ばれる少なくとも1種の電極基板を使用することを特徴とする請求項1に記載の結晶性を有する層状マンガン酸化物の製造方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 登録
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