2021 Fiscal Year Research-status Report
巨大ナノサイズ金属超分子を用いた触媒活性多孔質構造の構築
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20K05664
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
小島 達弘 大阪大学, 理学研究科, 助教 (80766501)
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2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 多孔質触媒 / ポリオキソメタレート / 超分子フレームワーク / 多核錯体 / X線結晶構造解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、多核錯体分子をベースとしたナノサイズの多孔質フレームワークを構築し、その内部に分子性触媒であるポリオキソメタレートを担持させた多孔性触媒の開発を目的としている。
二年度では、初年度に安定化に成功したメソポーラスフレームワークのイオン性結晶を用いて小分子の吸着及び包接を行った。まず種々の色素分子について吸着特性を調べたところ、メチレンブルーやレゾルフィンといったアニオン性の色素を素早く取り込むのに対し、中性のベーシックレッド５やカチオン性のメチレンブルーは取り込まないことがわかり、フレームワークがカチオン性の多核錯体で構成されているという特性を反映している。この時アニオン性色素を取り込む速度は、報告されている中で最大の結晶格子をもつNU-1301が色素を取り込む速度を上回っていた。カチオン性とアニオン性の色素を混合した溶液から、アニオン性の色素のみを取り込むという選択制も見出している。また、取り込んだ色素はヘキサフルオロリン酸アニオンの溶液に浸漬することで可逆的に放出可能であることがわかり、生態系に有害な色素の回収への利用が期待される。その他、アニオン性の各種有機分子や金属クラスター、及びポリオキソメタレートの原料となる金属オキソ酸（タングステン酸、モリブデン酸、クロム酸、バナジン酸）の包接が可能であることが分かった。また、アニオン性でなくとも、各種シクロデキストリンの包接が可能であることも確認している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
初年度に安定化に成功したメソポーラスフレームワークのイオン性結晶が種々のゲスト分子を包接可能であることが明らかとなった。特にポリオキソメタレートの原料となる金属オキソ酸が包接可能であることは、今後フレームワーク内でのポリオキソメタレート合成反応の検討へとつながるため。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度には、包接した金属オキソ酸を原料とした縮合反応により、フレームワーク内でのポリオキソメタレート合成の検討を行う。生成したポリオキソメタレートの構造を特定し、触媒活性調査も併せて行う。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルスにより、海外における実験や国際会議参加などの出張が減ったため旅費が大幅に抑えられた。また、同じく新型コロナウイルスの影響で当初予定していた実験に一部変更が生じたので、予想していたよりも消耗品の購入を中心とした物品費が抑えられる結果となった。
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