2017 Fiscal Year Research-status Report
The Interface Structure of Oriented Surface-mounted Metal Organic Framework
| Project/Area Number |
16K05730
|
|---|
| Research Institution | International Christian University |
|---|
Principal Investigator |
田 旺帝 国際基督教大学, 教養学部, 教授 (40344501)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | Metal organic framework / SURMOFs / single crystal surface / TiO2(110) / XAFS / PTRF-XAFS |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では配向制御SURMOF(Surface-mounted Metal Organic Framework)における制御の基本原理解明を目的とする。多孔性配位高分子は高い構造規則性により分子選択性を有しており、また、溶液中での自己集合化という合成面での利便性も持ち合わせている。こうした特性をさらに高度化・多機能化するため、近年、固体表面への薄膜化が活発に進められている。しかし、もっとも重要な設計指針の一つである配向に関する制御原理は未だにブラックボックスとも言われている。
本研究では固体表面におけるSURMOFの配向制御原理について放射光X線吸収分光法（XAFS)を軸とした表面科学的アプローチにより解明する。
本年度は、１）単結晶表面におけるSUURMOFの構造解明に重点をおきながら、２）SURMOFs境界面構造の結合様式を精密に決定するため、極低温偏光全反射蛍光XAFS測定装置の設計と試作を実施した。
１）については、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸で修飾したTiO2(110)単結晶表面に、テトラカルボキシフェニルポルフィリン（TCPP）を含む MOF薄膜の形成条件を検討した。今後、FT-IR, XPS, XRDなどにより構造の詳細を検討する。
２）については、熱的揺らぎ（動的揺らぎ、デバイ―ワーラ因子)によるXAFSへの影響を抑え、SURMOFの構造をより精密に決定するため、極低温偏光全反射蛍光XAFS装置の基本設計と試作を行った。具体的には、極低温下で数ミリラジアンという全反射条件を満たせるよう、機械的振動が極めて小さいHeフロー式クライオスタットを改造し、新規に設計した全反射自動ステージと組み合わせた。テストの結果、課題（温度制御、偏光依存性測定機構、汎用性など）はあるものの、極低温（10 K）で全反射蛍光XAFS測定が実現できる可能性を見出した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
課題（再現性、結晶性など）はあるがTCPP-SURMOFsついて基本的な調製条件が見つかっており、今後の最適化に向けた課題を洗い出すこともできた。また、極低温全反射蛍光XAFS測定機構の設計・試作、テストができた。こちらも課題はいつくかあるが、次年度にクリアできる目途が付いた。
|
| Strategy for Future Research Activity |
平成２９年に続き、１）初期段階のSURMOF 構造解明による配向制御原理の解明に研究の軸をおきながら、２）新たな精密な構造決定手法となりうる、極低温全反射蛍光XAFS測定手法を確立する。
１）については、引き続きTiO2(110)単結晶表面またはSAM 表面に構築したTCPPをはじめとする機能性分子を含むSURMOFsの作成とともに、初期段階の構造解明を進める。２）については、前年度に引き続き、テスト測定から得られた課題（温度制御、偏光依存性測定機構、他のユザーへの汎用性など）を解決しながら、長距離周期構造が乏しいSURMOFs境界面構造の結合様式をより詳細に決定できる極低温全反射蛍光XAFS測定機構を確立する。
|
Research Products
(5 results)
-
-
-
[Presentation] Active Metal Catalysts Incorporated within Molecular Layers on Si(111) Electrodes for Hydrogen Evolution and CO2 Reduction2017
Author(s)
T. Masuda, S. Takakusagi, Wang-Jae Chun, T. Kondo, K. Asakura, K. Uosaki
Organizer
International Symposium on Novel Energy Nanomaterials, Catalysts and Surfaces for Future Earth, Tokyo, Japan, 28-30, Oct
Int'l Joint Research
-
-
