2011 Fiscal Year Annual Research Report
非対称有機リンカーを用いた複組成酸化物ナノハイブリッド多孔体の創製
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21550186
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
前田 和之 東京農工大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (60343159)
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| Keywords | 多孔体 / ハイブリッド材料 |
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| Research Abstract |
主に非対称有機リンカー分子を用いたシリコネート/金属ホスホネートハイブリッドメソ構造体の合成に関する研究を実施した。リニアな分子であるp-ジエチルボスファトフェニルトリエトキシシラン(PPS)に加え、ノンリニアなメタ置換異性体(m-PPS)を合成し、これらを原料として用いてアルミニウム及びジルコニウムを含むメソ構造体を合成したところ、それぞれAPSやZPS-1と同様の2Dヘキサゴナルメソ構造が形成されることがわかった。特にジルコニウム系では界面活性剤を除去してもある程度の周期性が維持され、窒素吸着からもナノ多孔体が得られたことがわかった。さらに、ジルコニウム量を増加させると周期性は劣るもののm-PPSでもZPS-2と同様の層構造が形成され、脱水後に高い比表面積を与えることがわかった。生成物の組成やMAS-NMR等よりいずれもPPS骨格が保持されていることが確認された。さらにPPS及びm-PPSを用いて界面活性剤を用いずに同様の合成を行ったところ、TEMでZPS-2と同様の乱れた層状構造と見られる形態が観察され、界面活性剤がなくても類似の層構造が形成されナノ多孔体となることがわかった。PPSと界面活性剤を用いた場合に界面活性剤の鎖長に応じて層間距離が増加するのに対し、それ以外では全てほぼ1.7nmの層間距離であったことから、PPS分子の縮合に基づくピラー形成によりミクロ/メソ多孔性が発現していると考えられる。また、金属源としてスズを用いた場合にも高い比表面積を有するミクロ多孔体が得られることがわかった。金属酸化物ナノ微粒子と非対称リンカーを用いたナノ構造体の構築についてはシリカ系を中心に検討を行ったが、ナノ粒子の高分散状態を維持したままホスホネートエステルを加水分解することには成功していない。
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