2022 Fiscal Year Annual Research Report
金属ナノクラスター／酸化物ナノ複合体の精密設計と機能開拓
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20H02749
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
鈴木 康介 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (40595667)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 金属酸化物 / ポリオキソメタレート / 金属クラスター / 触媒 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、分子状金属酸化物を利用して、構造、組成、電子状態などが精密設計された金属ナノクラスターを合成し、「１原子単位で設計した金属ナノクラスター/酸化物ナノ複合材料」を開発することを目的としている。
本年度は、昨年度に開発した環状金属酸化物と銀ナノクラスターからなる複合材料について、その詳細な分子構造と電子状態の解析、触媒特性の評価を行った。放射光を用いた単結晶X線構造解析により、環状金属酸化物が有する内径1ナノメートルの空隙内に銀ナノクラスターが形成したことを明らかにし、ナノクラスターを形成する銀原子の数や配列を調べた。これらの詳細な構造解析により、環状金属酸化物の内側に生成した銀ナノクラスターは、その電子状態（還元状態）に応じて金属配列が変化する特性を有することを見出した。また、この環状金属酸化物と銀ナノクラスターからなる分子状複合体は、環状金属酸化物と銀ナノクラスターが水素分子（H2）を協奏的に解離できる特性を有しており、水素を還元剤として種々の有機基質の還元反応に対して高い選択性と活性を示す優れた触媒として機能することを見出した。さらに、この合成法を応用することで、環状金属酸化物への金属イオンの逐次導入や、他の金属種のナノクラスターの合成、異種金属からなる合金ナノクラスターの合成も可能であることを明らかにした。
以上のように、本研究では種々の金属ナノクラスター／酸化物ナノ複合体を開発し、その特異な分子構造、反応性、触媒作用を解明することで新しい分子性ナノ複合材料を開拓することができた。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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