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Creation of stable and functionalized asymmetry metal cluster catalysts

Publicly Offered Research

Project AreaCoordination Asymmetry: Design of Asymmetric Coordination Sphere and Anisotropic Assembly for the Creation of Functional Molecules
Project/Area Number 19H04595
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

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

Principal Investigator

根岸 雄一  東京理科大学, 理学部第一部応用化学科, 教授 (20332182)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywords金 / 白金 / 配位錯体 / ポリマー / metal cluster / asymmetry / 金属クラスター / 金属ナノクラスター / アシンメトリークラスター / 不斉触媒 / 構造-物性相関 / 合金
Outline of Research at the Start

金属クラスターコアの歪みにより生じる光学異性体では顕著な不斉触媒能を期待できる。さらに異原子ドーピングを行えば,そうした機能の変調を誘起できることに加えて,そのドープ位置に基づく光学異性体を発生させることも可能である。本研究では,それらの要因により生じる光学活性体クラスターの単離とその不斉触媒能及び構造-物性相関の解明に取り組む。こうした研究と並行して,光学活性体クラスターからなるMOFの合成とその不斉触媒能及び構造-物性相関の解明にも取り組む。

Outline of Annual Research Achievements

チオラート(SR)で保護された金(Au)クラスターやAuナノ粒子合成において、その合金化に関する研究は近年特に進んでいる。これらのAuナノ材料合成における重要な中間体となるAu-SR錯体は、Au親和性相互作用によって自己組織化することでAuポリマー[Au(SR)]nを生成する。しかし、このようなAuポリマーに異元素をドープさせた合金ポリマーについては、その報告例は多くない。ここで、配位子場理論に基づくと、Au(I)とPt(II)は、Sと異なる配位数をとると考えられる。そのため、これらを合金化できれば、[Au(SR)]nとは異なる結合様式を有した新規な合金ポリマーが創製できると考えられる。そこで、本研究では新規AuPt合金ポリマーの合成を目指した。具体的には、既報の[Au(SR)]n合成法をもとに、Au : Pt = 2 : 1のDMF溶液を120℃で18時間撹拌することでAu/Ptポリマーを得た。Auポリマーの粉末X線回折(PXRD)パターンには、既報2)と同様に5°付近に特有のピークが現れた。しかし、Au/Ptポリマーでは5°付近のピークは観測されず、新たに7°付近にピークが観測された。さらに、SEM-EDX測定の結果から、得られた粉体内の結晶はキューブ状で、各元素(Au, Pt, S)は均一に分布していることが確認された。ICP-MS、XPSからも、それらを支持する結果が得られ、現在、リートベルト解析による結晶構造の解明に取り組んでいる。異なる嵩高さを有する配位子を用いてAu/Ptポリマーを合成した場合には、各粉体の金属比率は嵩高さの違いによらずおおむね一定であったが、結晶の形は大きく変化した。配位子の嵩高さが変化すると結晶が棒状ではなくキューブ状に成長していくことが示唆された。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (22 results)

All 2021 2020 2019 Other

All Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 4 results) Presentation (13 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Cu(II)-Based Nanofibrous Metallogel for Phenoxazinone Synthase-Like Activity2021

    • Author(s)
      S. Sarkar, P. K. Maji, Y. Negishi, S. Dutta, T. N. Das, R. Pan, S. Sarkar
    • Journal Title

      ACS Appl. Nano Mater

      Volume: 4 Issue: 2 Pages: 1455-1466

    • DOI

      10.1021/acsanm.0c02984

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] γ-Alumina-Supported Pt17 Cluster: Controlled Loading, Geometrical Structure, and Size-Specific Catalytic Activity for Carbon Monoxide and Propylene Oxidation2020

    • Author(s)
      Y. Negishi, N. Shimizu, K. Funai, R. Kaneko, K. Wakamatsu, A. Harasawa, S. Hossain, M. E. Schuster, D. Ozkaya, W. Kurashige, T. Kawawaki, S. Yamazoe, S. Nagaoka
    • Journal Title

      Nanoscale Adv

      Volume: 2 Issue: 2 Pages: 669-678

    • DOI

      10.1039/c9na00579j

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Atomic-level Separation of Thiolate-protected Metal Clusters2020

    • Author(s)
      Y. Negishi, S. Hashimoto, A. Ebina, K. Hamada, S. Hossain, T. Kawawaki
    • Journal Title

      Nanoscale

      Volume: 12 Issue: 15 Pages: 8017-8039

    • DOI

      10.1039/d0nr00824a

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] One-, Two-, and Three-Dimensional Self-Assembly of Atomically Precise Metal Nanoclusters2020

    • Author(s)
      A. Ebina, S. Hossain, H. Horihata, S. Ozaki, S. Kato, T. Kawawaki, Y. Negishi
    • Journal Title

      Nanomaterials

      Volume: 10 Issue: 6 Pages: 1105-1105

    • DOI

      10.3390/nano10061105

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  • [Journal Article] Determining and Controlling Cu-Substitution Sites in Thiolate-Protected Gold-Based 25-Atom Alloy Nanoclusters2020

    • Author(s)
      Hossain Sakiat、Suzuki Daiki、Iwasa Takeshi、Kaneko Ryo、Suzuki Taiyo、Miyajima Sayuri、Iwamatsu Yuki、Pollitt Stephan、Kawawaki Tokuhisa、Barrabes Noelia、Rupprechter Gunther、Negishi Yuichi
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry C

      Volume: 124 Issue: 40 Pages: 22304-22313

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.0c06858

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      2020 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Atomically Precise Alloy Nanoclusters2020

    • Author(s)
      T. Kawawaki, Y. Imai, D. Suzuki, S. Kato, I. Kobayashi, T. Suzuki, R. Kaneko, S. Hossain, Y. Negish
    • Journal Title

      Chem. Euro. J

      Volume: 26 Issue: 69 Pages: 16150-16193

    • DOI

      10.1002/chem.202001877

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  • [Journal Article] Understanding and designing one-dimensional assemblies of ligand-protected metal nanoclusters2020

    • Author(s)
      Sakiat Hossain, Yukari Imai, Yuichi Motohashi, Zhaoheng Chen, Daiki Suzuki, Taiyo Suzuki, Yuki Kataoka, Momoko Hirata, Tasuku Ono, Wataru Kurashige, Tokuhisa Kawawaki, Takahiro Yamamoto and Yuichi Negishi
    • Journal Title

      Materials Horizons

      Volume: 7 Issue: 3 Pages: 796-803

    • DOI

      10.1039/c9mh01691k

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Vibrational Spectra of Thiolate-Protected Gold Nanocluster with Infrared Reflection Absorption Spectroscopy: Size- and Temperature-Dependent Ordering Behavior of Organic Monolayer2019

    • Author(s)
      Yokoyama Takaho、Hirata Naoyuki、Tsunoyama Hironori、Eguchi Toyoaki、Negishi Yuichi、Nakajima Atsushi
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry C

      Volume: 124 Issue: 1 Pages: 363-371

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.9b07550

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      ナノ学会第18回大会
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      第71回コロイドおよび界面化学討論会
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      分子科学会 オンライン討論会
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  • [Presentation] 合金クラスターの配位子交換反応のメカニズム解明:高速液体クロマトグラフィーを用いた反応中間体の追跡2020

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      堀畑洸 海老名彩乃 川脇徳久 根岸雄一
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  • [Presentation] チオラート保護25量体合金クラスターの銅置換制御2020

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      金子凌 鈴木大貴 Sakiat Hossain 川脇徳久 根岸雄一
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      第10回CSJ化学フェスタ2020
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  • [Presentation] 極微小なRh-Cr複合酸化物ナノ粒子を担持した光触媒を用いた水分解活性の比較2020

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      小崎周平 川地正将 川脇徳久 山添誠司 工藤昭彦 根岸雄一
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      第10回CSJ化学フェスタ2020
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  • [Presentation] 新規Au/Pt合金ポリマーの創成2020

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      鈴木太陽 AudeDemessence 鶴岡孝章 川脇徳久 根岸雄一
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  • [Presentation] 微細なRh-Cr酸化物固溶体粒子を用いた水分解光触媒反応の高活性化2020

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      小崎周平 川地正将 川脇徳久 山添誠司 工藤昭彦 根岸雄一
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      小崎周平 川地正将 川脇徳久 山添誠司 工藤昭彦 根岸雄一
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    • Invited
  • [Remarks] 東京理科大学根岸研究室研究成果

    • URL

      https://www.tus.ac.jp/fac_grad/p/achievement.php?5825

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Published: 2019-04-18   Modified: 2021-12-27  

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