日本ゼオライト学会　刊行物 Publication of Japan Zeolite Association

ゼオライトは，狭義では結晶性のアルミノシリケートを意味します。ゼオライトの骨格構造は，図1に示すようなTO₄四面体（T=Si, Al）が頂点の酸素原子を共有して連結した三次元ネットワークにより構成されています。また，TO₄四面体の連結パターンが変わることによって様々なゼオライト骨格構造が形成されます。ゼオライト（アルミノシリケート）骨格のTサイト（SiまたはAl）の一部を他の元素で同型置換したものはメタロシリケート（広義ではゼオライト類縁化合物）と呼ばれています。このとき置換可能な元素は，4配位をとることができ，イオン半径が0.01–0.07 nm程度¹⁾のものであるとされています。Tサイトに入り得る元素として，Be，B，P，Ti，Mn，Fe，Co，Zn，Ga，Ge，Asなど²⁾が報告されています。

図1 TO₄ 四面体（T=Si，Alなど）及びTO₄四面体からのゼオライト骨格構造（三次元ネットワーク）形成の模式図。

ゼオライト骨格構造図は，2)から引用。

走査型電子顕微鏡（Scanning Electron Microscope, SEM）は，試料の表面形態，元素の種類の分布，組成等を測定する装置です。電子線（プローブ電流）を試料に照射すると，試料表面から2次電子，反射電子，特性X線などが放出されます（図2）。電子線を2次元的に走査しながら，2次電子の多いか，少ないかを検出し，1枚の画像にすることで，試料表面の凹凸を観察することが出来ます。試料に入射した電子は，エネルギーを失って試料中に吸収されます（吸収電子）。試料が導電性であれば，電子は試料内部から試料ステージへ流れますが，ゼオライトなどの非導電性試料の場合，電子が試料中に留まるため帯電が発生し，明るさにむらが生じる，輝線が入る，像が歪む，SEM像に立体感がないなどの現象がみられます。このことをチャージアップ現象と言います（図3(a)）。

図2 SEMの概略図

図3 (a) チャージアップ現象が起こっているSEM像　(b) 加速電圧を10 kVから1 kVに下げたことでチャージアップがなくなり，かつ表面構造も明瞭に観察できる

提供：日本電子（株），朝比奈俊輔様

対処法としては，下記の方法があります。

・ゼオライト表面に導電性膜を塗布する^3,4)（金属コーティング（Pt-Pd, Os）またはカーボンコーティング）。塗布量が多いと，表面の凹凸情報が失われる。

・金属コーティングを行わない場合は，試料の単位表面あたりに照射する電子のエネルギーを小さくする。（加速電圧を下げる（図3(b)）。または，照射電流を小さくする。）2次電子の放出量が減ると，観察しにくくなる。

上記の方法以外に，冷陰極形電界放出電子銃やインレンズまたはセミインレンズ方式対物レンズ，リターディング機構（減速機構）を有するFE-SEM（FE：Field Emission（電解放出型））を用いた観察が有効です^3,5)。