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有機シリカ系ハイブリッドクラスターの集積による多孔性ネットワークの構築

Publicly Offered Research

Project AreaFusion Materials: Creative Development of Materials and Exploration of Their Function through Molecular Control
Project/Area Number 23107508
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 InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

下嶋 敦  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90424803)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2013-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Fiscal Year 2012: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2011: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Keywords無機有機ハイブリッド / 多孔体 / シロキサン / 自己組織化
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、カゴ型構造のシロキサンオリゴマーをナノビルディングブロックとして用い、有機基で3次元的に連結することにより、無機ユニットと有機ユニットが分子レベルで複合化された多孔性の融合マテリアルを創出することを目的としている。本年度は、Si-H基を有するD4Rユニット(H8Si8O12)を用い、各種ジオールとのSi-O-C結合形成による多孔体合成について検討した。Et2NOHを触媒として用いた脱水素反応により、D4R骨格を保持したまま架橋反応が進行することを確認した。プロピレンジオール(PD)、シクロヘキサンジオール(CHD)、アダマンタンジオール(AD)をリンカーとして用いることにより比表面積 500 m2/g の多孔体が得られた。PDで架橋された多孔体は、水中に浸漬することによって連結部のSi-O-C結合が加水分解され、ジオールの脱離を経て、シリカ多孔体へと変換されたが、CHDやADを用いた場合はより高い安定性を示した。特にAD-D4Rについては、水中に1日浸漬した後でもIR, 13C CP/MAS NMRスペクトルにほとんど変化がみられず、構造が保たれていることが確認された。一般に、ケイ素アルコキシド(Si(OR)4)の加水分解速度は有機基Rの種類に大きく依存することが知られているが、PD, CHD, ADの順にアルコキシ基のかさ高さが増加すると同時に、電子供与性が増すため、Siへの水の求核攻撃が抑制されたと考えられる。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2013 2012 2011

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (8 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Diol-Linked Microporous Networks of Cubic Siloxane Cages2013

    • Author(s)
      Y. Wada, K. Iyoki, A. Sugawara-Narutaki, T. Okubo, A. Shimojima
    • Journal Title

      Chemistry A European Journal

      Volume: 19 Issue: 5 Pages: 1700-1705

    • DOI

      10.1002/chem.201202883

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Facile Synthesis of Well-dispersed Hollow Mesoporous Silica Nanoparticles Using Iron Oxide Nanoparticles as Template2013

    • Author(s)
      Takaaki Ikuno
    • Journal Title

      Chem. Lett.

      Volume: 42 Pages: 316-317

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] かご型シルセスキオキサンを用いた多孔性材料の創製2013

    • Author(s)
      下嶋 敦
    • Journal Title

      工業材料

      Volume: 61 Pages: 38-41

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Synthesis of Porous Hybrid Materials with High Surface Area by Imine Formation between Octasilsesquioxane and Organic Linkers2013

    • Author(s)
      Atsushi Shimojima
    • Organizer
      Third International Conference on Multifunctional, Hybrid and Nanomaterials (Hybrid Materials 2013)
    • Place of Presentation
      Sorrento, Italy
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Construction of Microporous Networks of Organically Linked Cubic Siloxane Cages2012

    • Author(s)
      Atsushi Shimojima
    • Organizer
      International Conference on Emerging Advanced Nanomaterials (ICEAN2012)
    • Place of Presentation
      Brisbane, Australia
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Construction of Microporous Hybrid Networks from Functionalized Cubic Siloxanes by Imine Formation2012

    • Author(s)
      Atsushi Shimojima
    • Organizer
      International Symposium on Zeolites and Microporous Crystals (ZMPC2012)
    • Place of Presentation
      広島
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] イミン形成による有機シリカ多孔体の合成2012

    • Author(s)
      下嶋 敦
    • Organizer
      日本セラミックス協会第25回秋季シンポジウム
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] シロキサンユニットのジオール架橋によるミクロ多孔体の合成2012

    • Author(s)
      下嶋 敦
    • Organizer
      第28回ゼオライト研究発表会
    • Place of Presentation
      船堀
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] シロキサンケージのジオール架橋によるナノ多孔体の構築2012

    • Author(s)
      下嶋 敦
    • Organizer
      日本ゾルゲル学会第10回討論会
    • Place of Presentation
      日吉
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] かご型シルセスキオキサンのイミン形成反応による多孔性ネットワークの構築2011

    • Author(s)
      神野一輝, Watcharop Chaikittisilp, 鳴瀧彩絵, 下嶋敦, 大久保達也
    • Organizer
      第27回ゼオライト研究発表会
    • Place of Presentation
      関西大学
    • Year and Date
      2011-12-02
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] イミン形成反応による多孔性有機シリカ骨格の構築2011

    • Author(s)
      神野一輝, Watcharop Chaikittisilp, 下嶋敦, 鳴瀧彩絵, 大久保達也
    • Organizer
      第60回高分子討論会
    • Place of Presentation
      岡山
    • Year and Date
      2011-09-29
    • Related Report
      2011 Annual Research Report

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Published: 2011-04-06   Modified: 2018-03-28  

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