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硫黄を配位元素として利用した半導体MOFの新規設計指針の確立

Research Project

Project/Area Number 20J13900
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Review Section Basic Section 34010:Inorganic/coordination chemistry-related
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

鎌倉 吉伸  東京工業大学, 理学院, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2020-04-24 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2020: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords金属-有機構造体 / 配位高分子 / 光導電性 / 半導体特性 / 可視光吸収 / 光触媒
Outline of Research at the Start

構造中に微細な細孔を有する金属-有機構造体(MOF)は一般的に絶縁体であり、高い比表面積や規則性の高い細孔を利用して物質分離材や貯蔵材として研究が展開されてきた。もしMOFを半導体として利用できれば、その高い比表面積や構造デザイン性を有した太陽電池や光触媒として利用できる新規半導体材料として位置付けることができる。本研究では、硫黄を用いることで酸素よりも高いエネルギーである硫黄の3p軌道を利用して半導体MOFの合成とその物性評価を行う。

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、硫黄を配位元素とした金属-有機構造体(S-MOF)の合成し、可視光吸収特性や光導電性など特異な物性を持つMOFの開発を目指した。
本年度は、前年度に続き新規S-MOFの合成とその基礎物性評価を行った。前年度では、Pbイオンのみに注目して合成を行ったが、本年度ではAgやSnといったほかの金属イオンを用いて合成・基礎物性評価を行った。
また、今年度開発したS-MOFの一つを水分解による水素発生・二酸化炭素還元の光触媒として検討したところ、このS-MOFは二酸化炭素をギ酸へと選択的に還元できることが明らかとなり、その活性はこれまで非常に高活性なものであった。
このようにS-MOFが光触媒として有用な材料群として利用可能であることを強く示していることが明らかになった。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2022 2021 2020

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 1 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] Photoconductive Coordination Polymer with a Lead-Sulfur Two-Dimensional Coordination Sheet Structure2021

    • Author(s)
      Kamakura Yoshinobu、Sakura Chinatsu、Saeki Akinori、Masaoka Shigeyuki、Fukui Akito、Kiriya Daisuke、Ogasawara Kazuyoshi、Yoshikawa Hirofumi、Tanaka Daisuke
    • Journal Title

      Inorganic Chemistry

      Volume: 60 Issue: 8 Pages: 5436-5441

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.0c03801

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Redox-Active Tin Metal-Organic Framework with a Thiolate-Based Ligand2021

    • Author(s)
      Kamakura Yoshinobu、Fujisawa Satoshi、Takahashi Koki、Toshima Hiroki、Nakatani Yuka、Yoshikawa Hirofumi、Saeki Akinori、Ogasawara Kazuyoshi、Tanaka Daisuke
    • Journal Title

      Inorganic Chemistry

      Volume: 60 Issue: 17 Pages: 12691-12695

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.1c01725

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Machine-Learning-Assisted Selective Synthesis of a Semiconductive Silver Thiolate Coordination Polymer with Segregated Paths for Holes and Electrons2021

    • Author(s)
      Takuma Wakiya, Yoshinobu Kamakura, Hiroki Shibahara, Kazuyoshi Ogasawara, Akinori Saeki, Ryosuke Nishikubo, Akihiro Inokuchi, Hirofumi Yoshikawa, and Daisuke Tanaka
    • Journal Title

      Angew. Chem. Int. Ed.

      Volume: 60 Issue: 43 Pages: 23217-23224

    • DOI

      10.1002/anie.202110629

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Thiolate-based One-dimensional Flexible Pb-MOFs Exhibiting a Large Sorption Hysteresis Phenomenon2021

    • Author(s)
      Kamakura Yoshinobu、Hamano Ryo、Nakamura Yuiga、Sugimoto Kunihisa、Yoshikawa Hirofumi、Tanaka Daisuke
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 50 Issue: 5 Pages: 1053-1056

    • DOI

      10.1246/cl.210054

    • NAID

      130008040436

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Metal-Organic Frameworks and Coordination Polymers Composed of Sulfur-based Nodes2021

    • Author(s)
      Kamakura Yoshinobu、Tanaka Daisuke
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 50 Issue: 3 Pages: 523-533

    • DOI

      10.1246/cl.200777

    • NAID

      130007995507

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Investigation of Photocatalytic CO2 Reduction using Photoconductive Coordination Polymer with Metal-Sulfur Bonds2022

    • Author(s)
      Y. Kamakura, D. Tanaka, K. Maeda
    • Organizer
      日本化学会第102回春季年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Synthesis and Evaluation of Photocatalytic Properties of Novel Semiconductive Pb-Sulfur MOF2020

    • Author(s)
      Y. KAMAKURA, P. CHINAPANG, K. OGASAWARA, H. YOSHIKAWA, A. SAEKI, S. MASAOKA, D. TANAKA
    • Organizer
      錯体化学会第70回討論会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report

URL: 

Published: 2020-07-07   Modified: 2024-03-26  

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