2018 Fiscal Year Annual Research Report
Bottom-up synthesis of heteroatom-doped magnetic carbon materials
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16K04926
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
本多 善太郎 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (30332563)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 炭素材料 / 磁性 / 炭素シート / フタロシアニン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度に引き続き１．各種フタロシアニンシートの高純度化及び２．金属ドープポリトリアジンイミド（PTI）合成法に関する研究を行った。
オクタシアノフタロシアニンを原料としたフタロシアニンシートの合成法では反応生成物に炭素不純物が混在する欠点がある。そこで反応前処理の検討を行いフタロシアニンシートの高純度化を目指した。具体的にはボールミリングや湿式法等の原料混合方法、反応時の各種添加剤を検討した。反応時に尿素を添加したところフタロシアニンシートのX線回折強度に明瞭な増大が見られた。そこで反応条件の最適化を行い、フタロシアニンシートの結晶性の向上を達成した。また、これまでの合成法ではフタロシアニンシートに金属欠損が生じることが判明した。そこで、金属欠損をなくすことを意図して、金属欠損フタロシアニンシートと遷移金属塩の再反応を検討した。その結果、金属欠損フタロシアニンシートと遷移金属塩化物の400度以上の加熱で金属欠損の低減に成功した。さらに、金属量を過剰にして合成したフタロシアニンシートの磁気測定を行ったところ、低温で強磁性を観測した。強磁性の原因として、フタロシアニンシートの積層によって形成される空孔中に遷移金属クラスタが形成されたことが考えられる。
前年度に引き続きPTIの合成に関する調査を行った。メラミンとシアヌル酸クロリドを金属粉末と混合し、真空中加熱するとPTIが生成する。そこで、金属の種類を変えてPTIの合成を行ったところ、マンガン及び銅を原料に用いた場合のみPTIが生成することが分かった。反応温度、金属混合比を検討し最適条件を得た。加えて、ヘテロ元素ドープ炭素物質の探索の試みとして各種有機ビルディンブルロックと金属の組み合わせによる反応を行った。有機ビルディングブロックに芳香族カルボン酸を用いたところ、金属イオンと連続的な構造を形成した新規有機金属構造体が得られた。
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Research Products
(7 results)
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[Journal Article] Magnetic Properties of One- and Two-Dimensional Functional Materials: Oxygen Molecules Encapsulated in Single-Walled Carbon Nanotubes and Copper Ions Embedded into Phthalocyanine Sheets2019
Author(s)
M. Hagiwara, T. Kida, K. Matsuda, H. Kyakuno, Y. Mniwa, Z. Honda, Y. Sakaguchi, M. Tashiro, M. Sakai, T. Fukuda, N. Kamata and K. Okunishi
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Journal Title
Open Chemistry Journal
Volume: 6
Pages: 27-33
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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