ゼオライトは、陽イオンと骨格との間に生じる電場から、水などの極性分子や、陰イオンに対しての吸着特性をもつ。骨格中の細かい細孔にそれらを取り入れる性質を持つため、脱臭や有害物質の吸着などに広く使われている。さらに、イオン交換、触媒機能など様々な特性をもち、多方面に利用されている。 今回の測定で使用したのは銀型ゼオライトAg12−4Aであり、このゼオライトは、真空加熱脱水を行うことで着色し、さらに光を当てることで強いPL発光を引き起こす。さらにこの研究過程で、大気中加熱脱水においても、この銀型ゼオライトは着色、PL発光が起こることが知られている。  しかし、このPL発光が引き起こされる明確な要因が未だ解明されていない。ここで、PL発光の要因として、加熱による水の脱水や骨格構造の変化が、何らかの関係があるのではないかと考え、大気中加熱におけるPL発光の原因を赤外吸収測定により解明していくことを、今回の研究の目的とした。

赤外吸収測定において、KBr錠剤法及びSi基板静電吸着法の2種類の測定法を用いて測定を行う。

KBr錠剤法において得られたゼオライトのスペクトルは、骨格に起因する1000cm-1付近のピークが加熱温度の上昇に伴って強度が減少していくが、ピークの形状自体に大きな変化はみられかった。さらに水に関連する3400 cm-1付近のピークが、650℃加熱でほぼ消滅していることから、ゼオライト骨格は650℃24時間加熱により破壊されることが分かった。

Si基板静電吸着法においては、200℃加熱において1134cmで新たなピークが形成しつつあり、300℃〜500℃加熱において、このピークは明確に現れた。この1134cm-1に現れるピークは、加熱または真空排気により、ゼオライト骨格から水が脱離することで出現するピークであると考えられる。300℃〜500℃にかけては、スペクトルに大きな変化は見られなかった。

結論として、KBr錠剤法では、未加熱〜500℃において、ピークは徐々に減少し、600℃以上でゼオライトの骨格は破壊される。 S基板静電吸着法においては、1134cm-1にKBr錠剤法では見られない新たなピークの出現し、それは、ゼオライト骨格から水が脱離することにより現れるピークであると考えられる。300℃加熱において、骨格に変化が生じ始める事に対し、PL測定においても670nmでの発光が始まっていることから、骨格のスペクトル変化とPLの発光出現には明確な関連があることが分かった。300℃加熱以降は骨格に起因するスペクトルの形状に変化が見られなかったにも関わらず、PLの発光強度はさらに増大し続けることから、骨格のスペクトル変化とPLの発光強度には関連性が無いものであると結論付けることができた。