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金クラスター高秩序集積体の構築と触媒特性の研究

Research Project

Project/Area Number 14J10502
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Physical chemistry
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

高野 慎二郎  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywords配位子保護金クラスター / クラスター集積体 / チオラート保護金クラスター
Outline of Annual Research Achievements

本年度は秩序性の高いクラスター集積体を構築するため、より厳密に架橋サイトの対称性と個数を制御したクラスターの合成に取り組んだ。合成条件を検討することにより、新奇な金クラスターを単離し、その幾何構造を単結晶X線構造解析によって明らかにした。得られたクラスターは表面上に3つのカルボキシル基が三回対称を持って対称的に配置されていたことから、金属イオンとの錯形成を試みたところ吸収スペクトルの特徴的なピークが得られた沈殿では消失していた。この結果はクラスターが過剰の金属イオンに対して不安定であり分解していることを示唆している。
この結果に基づき、安定性を高めるため異なる配位子を使ったところ、別の新奇な金クラスターを単離することができた。このクラスターの構造を単結晶X線構造解析によって明らかにしたところ、4つのピリジル基がX型に配置されていることを見出した。このクラスターの詳細な評価と金属イオンとの錯形成を進めることで、秩序性の高い集積体の構築を試みている。
また、前年度報告した近赤外領域に特徴的な光吸収を示す一次元構造金クラスターの論文が受理され、本年度はその電子構造および幾何構造に関するさらなる研究を並行して行った。クラスターの合成時における紫外可視吸収スペクトルを詳細に追跡したところ、最終生成物よりも短波長側に顕著な吸収ピークが合成中に現れており、それが反応の進行とともに長波長側にシフトしていることがわかった。また、これらの中間状態において反応を停止し、その生成物をポリアクリルアミドゲル電気泳動により分析したところ、サイズが大きくなるにつれて近赤外領域の吸収が長波長側にシフトしていたことから、このクラスターのもつに一次元構造のサイズが強く電子状態に影響を与えていることがわかった。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2016 2015 2014

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results,  Open Access: 2 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Hierarchy of bond stiffnesses within icosahedral-based gold clusters protected by thiolates2016

    • Author(s)
      S, Yamazoe, S. Takano, W. Kurashige, T. Yokoyama, K. Nitta, Y. Negishi, T. Tsukuda
    • Journal Title

      Nat. Commun

      Volume: 7 Issue: 1 Pages: 10414-10414

    • DOI

      10.1038/ncomms10414

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Selective and High-Yield Synthesis of Oblate Superatom [PdAu8(PPh3)8]2+2016

    • Author(s)
      Shota Matsuo, Shinjiro Takano, Seiji Yamazoe, Kiichirou Koyasu, Tatsuya Tsukuda
    • Journal Title

      ChemElectroChem

      Volume: 未定 Issue: 8 Pages: 1206-1211

    • DOI

      10.1002/celc.201600115

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Slow-reduction synthesis of a thiolate-protected one-dimensional gold cluster showing an intense near-infrared absorption2015

    • Author(s)
      S. Takano, S. Yamazoe, K. Koyasu, T. Tsukuda
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc.

      Volume: 137 Issue: 22 Pages: 7027-7030

    • DOI

      10.1021/jacs.5b03251

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Synthesis and catalytic application of Ag44 clusters supported on mesoporous carbon2015

    • Author(s)
      M. Urushizaki, H. Kitazawa, S. Takano, R. Takahata, S. Yamazoe, T. Tsukuda
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. C

      Volume: 119 Issue: 49 Pages: 27483-27488

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.5b08903

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 極細金ナノワイヤーの精密合成とその光学特性2015

    • Author(s)
      高野慎二郎, 佃達哉
    • Journal Title

      化学と工業

      Volume: 68 Pages: 1028-1028

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Journal Article] A Critical Size for Emergence of Non bulk Electronic and Geometric Structures in Dodecanthiolate-Protected Au Clusters2015

    • Author(s)
      Yuichi Negishi, Tafu Nakazaki, Sami Malola, Shinjiro Takano, Yoshiki Niihori, Wataru Kurashige, Seiji Yamazoe, Tatsuya Tsukuda, and Hannu Hakkinen
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 137 Issue: 3 Pages: 1206-1212

    • DOI

      10.1021/ja5109968

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 超原子と超原子分子:金原子がつくるナノ構造体の美の世界2014

    • Author(s)
      高野慎二郎, 佃達哉
    • Journal Title

      化学と教育

      Volume: 62 Pages: 602-605

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] A thiolate-protected gold cluster with strong near-IR absorption band: Synthesis and chracterization2015

    • Author(s)
      Shinjiro Takano, Seiji Yamazoe, Kiichirou Koyasu and Tatsuya Tsukuda
    • Organizer
      GOLD 2015
    • Place of Presentation
      Cardiff City Hall, Cardiff, UK
    • Year and Date
      2015-07-26
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Synthesis of a thiolate-protected one-dimensional gold cluster showing an intense NIR absorption band2015

    • Author(s)
      Shinjiro Takano, Seiji Yamazoe, Kiichirou Koyasu and Tatsuya Tsukuda
    • Organizer
      International Symposium on Monolayer Protected Clusters 15 (ISMPC15)
    • Place of Presentation
      Yamanaka Dormitory-Naito Seminar House, Yamanashi, Japan
    • Year and Date
      2015-07-13
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] チオラート保護一次元構造金クラスターの合成と光学特性2015

    • Author(s)
      高野慎二郎, 山添誠司, 小安喜一郎, 佃達哉
    • Organizer
      ナノ学会第13回大会
    • Place of Presentation
      東北大学・片平さくらホール (宮城県・仙台市)
    • Year and Date
      2015-05-11
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 面心立方構造の量子サイズ金クラスター:精密合成と近赤外吸収バンドの観測2014

    • Author(s)
      高野慎二郎, 山添誠司, 小安喜一郎, 佃達哉
    • Organizer
      第8回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      広島大学,広島県
    • Year and Date
      2014-09-21 – 2014-09-24
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Novel Thiolate-Protected Gold Clusters with Sub-2 nm Sized and Fcc cores: Synthesis and Optical Property2014

    • Author(s)
      Shinjiro Takano, Seiji Yamazoe, Kiichirou Koyasu, Tatsuya Tsukuda
    • Organizer
      17th International Symposium on Small Particles and Inorganic Clusters (ISSPIC XVII)
    • Place of Presentation
      九州大学,福岡県
    • Year and Date
      2014-09-07 – 2014-09-12
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Book] “Chapter 2: Contlloled Synthesis: Size Control”, in Protected Metal Clusters: From Fundamentals to Applications (1st Ed.)2015

    • Author(s)
      Shinjiro Takano and Tatsuya Tsukuda
    • Total Pages
      30
    • Publisher
      Elsevier
    • Related Report
      2015 Annual Research Report

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Published: 2015-01-22   Modified: 2024-03-26  

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