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マクロカチオン-ポリオキソメタレート配列制御によるナノ空間の構築

Research Project

Project/Area Number 18033013
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

内田 さやか  The University of Tokyo, 大学院・工学系研究科, 助教 (10361510)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 水野 哲孝  東京5大学, 大学院工学系研究科, 教授 (50181904)
Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Keywordsイオン性結晶 / 細孔構造 / ポリオキソメタレート / 速度論 / 無機コロイド粒子 / 疎水性・親水性 / 分離・回収 / 収着特性 / マクロカチオン
Research Abstract

イオン性結晶M_3PW_<12>O_<40>(M=Cs,NH_4,Ag,以下MPWと略記)は,水溶液中で自己組織化して多孔性無機コロイド粒子を形成する.本研究では,カチオンの種類と合成温度を変化させることによりMPWの外形及び細孔構造を系統的に制御すること,合成溶液の濁度と集合体サイズの速度論的な解析により生成機構を解明すること,を目的とした.CsPWは10nm以下のナノ結晶子により形成され,ED(電子線回折)像がリングを示したことから,ナノ結晶子がランダムに集合すると考えられる.NH_4PWはサブミクロンサイズの球状粒子であり,ED像はスポットを示し,BET比表面積が91m^2g^<-1>と大きいことから,ナノ結晶子の集合体であると考えられる.AgPWは緻密な菱形十二面体結晶である.以上の結果より,MPWは以下の三つに分類される:(a)ランダム集合体(CsPW),(b)自己組織化集合体(NH_4PW),c単結晶(AgPW).次に,MPWの生成機構の解明を目的として,NH_4PWを例にとり,合成溶液の濁度と集合体サイズのフィッティングを行った.(i)溶質(A)からナノ結晶子(B)の生成(A→^^<k_1>B),(ii)ナノ結晶子から集合体cの生成(B+B→^^<k_2>C),(iii)集合体の外形成長(B+C→^^<k_3>C),という三段階の生成機構を仮定して速度式を導き,k_1-k_3をパラメーターとして濁度のフィッティングを行った.k_1-k_3を用いて集合体サイズを計算すると実験値がよく再現され,MPWの生成機構は(i)-(iii)で説明されると結論した。(J. Am. Chem. Soc.2007)

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2008 2007 2006

All Journal Article (11 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] Control of Structures and Sorption Properties of Ionic Crystals of A_2[Cr_3O(OOCC_2H_5)_6(H_2O)_3][α-SiW_l2O_40](A=Na, K, Rb, NH_4, Cs, TMA)2008

    • Author(s)
      A. Lesbani, R. Kawamoto, S. Uchida, N. Mizuno
    • Journal Title

      Inorganic Chemistry 47

      Pages: 3349-3357

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Design and Syntheses of Nano-structured Ionic Crystals with Selective Sorption Properties2007

    • Author(s)
      S. Uchida, N. Mizuno
    • Journal Title

      Coordination Chemistry Reviews 251

      Pages: 2537-2546

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 分子の貯蔵・分離,変換場となる機能性物質の創製2007

    • Author(s)
      水野哲孝, 内田さやか
    • Journal Title

      化学 63

      Pages: 76-77

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Journal Article] Self-Organization of All-Inorganic Dodecatungstophosphate Nanocrystal lites2007

    • Author(s)
      K. Okamoto, S. Uchida, T. Ito, N. Mizuno
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society 129

      Pages: 7378-7384

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] States of Water in Ionic Crystals of [Cr_3O(OOCH)_6(H_2O)_3] Macrocati on and α-Keggin-type Polyoxometalates2007

    • Author(s)
      Y. Ogasawara, S. Uchida, N. Mizuno
    • Journal Title

      Journal of the Physical Chemistry C 111

      Pages: 8218-8227

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Preparation of Monodispersed Nano-particles by Electrostatic Assembly of Keggin-type Polyoxometalates and tacn-Based Transition Metal Complexes2007

    • Author(s)
      S. uchida, S. Hikichi, T. Akatsuka, T. Tanaka, R. Kawamoto, A. Lesbani, Y. Nakagawa, K. Uehara, N. Mizuno
    • Journal Title

      Chemistry of Materials 19

      Pages: 4694-4701

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Design and Syntheses of Nano-structured Ionic Crystals with Selective Sorption Properties2007

    • Author(s)
      S.Uchida, N.Mizuno
    • Journal Title

      Coordination Chemistry Reviews (印刷中)

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      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Self-Organization of All-Inorganic Dodecatungstophosphate Nanocrystallites2007

    • Author(s)
      K.Okamoto, S.Uchida, T.Ito, N.Mizuno
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society (印刷中)

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Recognition of Small Polar Molecules with Ionic Crystal of Keggin-type Polyoxometalate with Macrocation2006

    • Author(s)
      S.Uchida, R.Kawamoto, N.Mizuno
    • Journal Title

      Inorganic Chemistry 45

      Pages: 5136-5144

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Channel-Selective Independent Sorption and Collection of Hydrophilic and Hydrophobic Molecules by Cs_2[Cr_3O(OOCC_2H_5)_6(H_2O)_3]_2[α-SiW_<12>O_<40>] Ionic Crystal2006

    • Author(s)
      C.Jiang, A.Lesbani, R.Kawamoto, S.Uchida, N.Mizuno
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society 128

      Pages: 14240-14241

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Structures and Sorption Properties of Ionic Crystals of Polyoxometalates with Macrocation2006

    • Author(s)
      S.Uchida, N.Mizuno
    • Journal Title

      Chemistry Letters 35

      Pages: 688-693

    • NAID

      10017603852

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      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] イオン性結晶A_2[Cr_3O(OOCC_2H_5)_6(H_2O)_3]_2[α-SiW_12O_40] (A=Na, K, Rb, NH_4, Cs, TMA)の構造と収着特性制御2008

    • Author(s)
      内田さやか, レスバニアルデス, 田上英恵, 河本亮介, 水野哲孝
    • Organizer
      第88回日本化学会春季年会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2008-03-27
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Construction of Nano-Space by Arrangements of Macrocation-Polyoxo metalate2007

    • Author(s)
      S. Uchida, N. Mizuno
    • Organizer
      3rd International Symposium on Chemistry of Coordination Space
    • Place of Presentation
      Awaji, Japan
    • Year and Date
      2007-12-11
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 分子の貯蔵・分離,変換場となるイオン性結晶の創製2007

    • Author(s)
      内田さやか, 水野哲孝
    • Organizer
      第57回錯体化学討論会シンポジウム「エネルギー・物質変換を志向した錯体化学の未来」
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2007-09-26
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] イオン性結晶の自己組織化集合体の生成と機構解明2007

    • Author(s)
      岡本啓吾, 内田さやか, 伊藤建, 水野哲孝
    • Organizer
      第57回錯体化学討論会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2007-09-25
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] イオン性結晶Rb_4[Cr_3O(OOCH)_6(H_2O)_3][α-BW_12O_40]・16H_2Oの収着水の状態解明2007

    • Author(s)
      小笠原義之, 内田さやか, 水野哲孝
    • Organizer
      第100回触媒討論会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      2007-09-19
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] バナジウム二置換型ポリオキソメタレートを構成ブロックとしたイオン性結晶の構築とその触媒作用2007

    • Author(s)
      田上英恵, 内田さやか, 水野哲孝
    • Organizer
      第100回触媒討論会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      2007-09-19
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Channel-Selective Sorption and Collection of Hydrophilic and Hydrophobic Molecules by Cs_2[Cr_3O(OOCC_2H_5)_6(H_2O)_3]_2[α-SiW_12O_40] IonicCrystal2007

    • Author(s)
      S. Uchida, R. Kawamoto, A. Lesbani, C. Jiang, N. Mizuno
    • Organizer
      1st Asian Conference on Coordination Chemistry
    • Place of Presentation
      Okazaki, Japan
    • Year and Date
      2007-07-30
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2018-03-28  

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