2014 Fiscal Year Annual Research Report
非平面π共役系分子を用いたレーザ誘起含窒素グラフェンの構造選択的ボトムアップ合成
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14J00723
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
稲田 雄飛 大阪大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2016-03-31
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| Keywords | 含窒素グラファイト / ボトムアップ合成 / スマネン / レーザ / π共役系 / その場観察 / 時間分解マイクロ波伝導度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
含窒素グラフェン（グラファイト）のグラファイト様骨格内における窒素原子の量や結合様式は、その触媒特性や電気特性に大きな影響をもたらすため、それらを制御可能な合成法が開発できれば有用である。そこで、歪みを有する非平面π共役系分子がグラファイト化に有利な出発物になり得ると考え、含窒素グラフェン（グラファイト）をボトムアップ方式で炭素に対する窒素の比を保持しつつ構造選択的に合成する方法を開発し、より簡便な設計を提供することを目指して研究に取り組んだ。
まず、レーザ照射でグラファイト化し易い骨格に関する知見を得るための実験を行った。具体的には、ラマン分光装置を活用したその場観察法および、時間分解マイクロ波伝導度法によって、レーザ誘起グラファイト化が起こる過程を追跡した。その結果、非平面π共役系分子であるスマネンの骨格が、その平面部分骨格（シクロペンタフェナントレン骨格、フルオレン骨格）と比べてグラファイト化し易いことを明らかにした。
次に、窒素原子を含んだスマネンイミン誘導体を合成してレーザ照射を行うことにより、含窒素グラファイトの合成に関する検討を行った。レーザ照射後の化合物をラマン分光法およびX線光電子分光法によって分析したところ、含窒素グラファイト様の炭素化合物の生成が示唆された。また、元素分析の結果から、炭素に対する窒素の比は、レーザ照射の前後においてほとんど保持されていることも明らかにした。
来年度は、今年度に得られた知見が構造選択的な含窒素グラファイトの合成につながるかを検討する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
今年度は、ラマン分光装置を活用したその場観察法および、時間分解マイクロ波伝導度法によって、レーザ誘起グラファイト化が起こる過程を追跡し、スマネン骨格が、その平面部分骨格（シクロペンタフェナントレン骨格、フルオレン骨格）に比べてグラファイト化し易いことを明らかにした。それだけにとどまらず、非平面π共役系分子スマネンの含窒素誘導体の合成および、それを出発分子に用いたレーザ誘起含窒素グラファイト化の検討を行い、炭素に対する窒素の比の保持も達成したため。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度に得られた知見を活用し、構造選択的な含窒素グラファイトの合成に取り組む。具体的には、スマネン誘導体がグラファイト化し易い傾向があるという知見から、含窒素スマネン誘導体をリード化合物群として位置づけ、レーザ誘起含窒素グラファイト化の検討を行う。さらに、レーザ誘起含窒素グラファイト化の前後において、窒素部位の構造をX線光電子分光法によって評価し、比較検討もする予定である。
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Research Products
(6 results)
