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2022 Fiscal Year Annual Research Report

ナノ金属と多孔性イオン結晶を基盤とした革新的機能性ナノ物質の創成

Research Project

Project/Area Number 21K14639
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

荻原 直希  東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (70848267)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2023-03-31
Keywordsポリオキソメタレート / 金属錯体 / ナノ金属 / 触媒
Outline of Annual Research Achievements

多孔性イオン結晶(Porous Ionic Crystal: PIC)はアニオン性の金属酸化物クラスターであるポリオキソメタレート(Polyoxometalate: POM)とマクロカチオン(カチオン性の多核金属錯体、金属酸化物クラスター等)からなる多孔性材料である。本課題では、PIC単体および、PICとナノ金属からなるナノ複合物質を基盤とした機能性材料の創出を行った。主要な研究結果として、下記三点の知見を見出すことができた。
(1)PICは酸触媒機能(Pinacol転位; Chem. Commun., 2021, 57, 8893, アセタール化; Chem. Commun., 2022,58, 12548)や塩基触媒機能(Knoevenagel縮合; Nanoscale, 2021, 13, 18451, Dalton Trans., 2022,51, 8186)、電極触媒機能(OER; J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 7, 2980)を付与する設計が可能であること。
(2)レドックス活性なPICを鋳型とし、PICを構成するPOMから銀イオンへの電子移動を利用することで、小核銀クラスターを合成できること。さらに、POMから銀イオンへの電子移動量の制御により、銀クラスターのサイズ制御(3~6核)およびサイズに依存した発光特性の発現(サイズに応じて赤~青の発光色)が可能になること(Small, 2023, 2300743)。
(3)Pdナノ粒子をレドックス活性なPICで被覆するとPdとPICとの間で電子移動が誘起され (日本化学会第103春季年会)、Pdの電子状態の変化に起因した触媒機能や水素吸蔵特性への展開が将来的に期待できること。

  • Research Products

    (13 results)

All 2023 2022

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (9 results)

  • [Journal Article] Size‐Controlled Synthesis of Luminescent Few‐Atom Silver Clusters via Electron Transfer in Isostructural Redox‐Active Porous Ionic Crystals2023

    • Author(s)
      Haraguchi Naoya、Ogiwara Naoki、Kumabe Yoshitaka、Kikkawa Soichi、Yamazoe Seiji、Tachikawa Takashi、Uchida Sayaka
    • Journal Title

      Small

      Volume: 19 Pages: 2300743~2300743

    • DOI

      10.1002/smll.202300743

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Metalーoxo-cluster-based crystals as solid catalysts2023

    • Author(s)
      Ogiwara Naoki、Uchida Sayaka
    • Journal Title

      Chem Catalysis

      Volume: 3 Pages: 100607~100607

    • DOI

      10.1016/j.checat.2023.100607

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Basicity of isostructural porous ionic crystals composed of Nb/Ta-substituted Keggin-type polyoxotungstates2022

    • Author(s)
      Weng Zhewei、Ogiwara Naoki、Yokogawa Daisuke、Kitao Takashi、Kikukawa Yuji、Uchida Sayaka
    • Journal Title

      Dalton Transactions

      Volume: 51 Pages: 8186~8191

    • DOI

      10.1039/D2DT00478J

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Vanadium-substituted polycationic Al-oxo cluster in a porous ionic crystal exhibiting Lewis acidity2022

    • Author(s)
      Zhou Wei、Ogiwara Naoki、Weng Zhewei、Zhao Congcong、Yan Likai、Kikukawa Yuji、Uchida Sayaka
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 58 Pages: 12548~12551

    • DOI

      10.1039/D2CC03545F

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Vanadium-substituted polycationic Al13 dimer in a porous ionic crystal exhibiting Lewis acidity2023

    • Author(s)
      Wei ZHOU, Naoki OGIWARA, Sayaka UCHIDA
    • Organizer
      錯体化学会 第72回討論会
  • [Presentation] Basicity of Isostructural Porous Ionic Crystals Composed of Nb/Ta-Substituted Keggin-Type Polyoxotungstates2023

    • Author(s)
      Zhewei Weng, Naoki Ogiwara, Sayaka Uchida
    • Organizer
      錯体化学会 第72回討論会
  • [Presentation] 等構造な多孔性イオン結晶を用いた小核銀クラスターの合成2023

    • Author(s)
      黒﨑 大誠, 荻原 直希, 内田 さやか
    • Organizer
      錯体化学会 第72回討論会
  • [Presentation] Reduction-induced cesium ion capture with polyoxometalate encapsulated metalーorganic frameworks2023

    • Author(s)
      Cocoro A. Nagasaka, Naoki Ogiwara, Sayaka Uchida
    • Organizer
      錯体化学会 第72回討論会
  • [Presentation] Tris修飾Anderson型ポリオキソメタレートを用いた多孔性イオン結晶の創製2023

    • Author(s)
      望月 舜介、翁 哲偉、荻原 直希、内田 さやか
    • Organizer
      日本化学会 第103春季年会
  • [Presentation] 等構造な多孔性イオン結晶を鋳型とした小核銀クラスターの合成2023

    • Author(s)
      黒﨑 大誠、荻原 直希、内田 さやか
    • Organizer
      日本化学会 第103春季年会
  • [Presentation] POMを構成要素とする多孔性イオン結晶とPdナノ粒子からなる複合体合成2023

    • Author(s)
      岩田 友樹、荻原 直希、内田 さやか
    • Organizer
      日本化学会 第103春季年会
  • [Presentation] 多孔性金属錯体に内包されたポリオキソ酸の還元を利用したCs+イオン吸着2023

    • Author(s)
      荻原 直希、永坂 心、内田 さやか
    • Organizer
      日本化学会 第103春季年会
  • [Presentation] 多孔性イオン結晶を鋳型としたサイズ制御された小核銀クラスターの合成2023

    • Author(s)
      原口 直哉、荻原 直希、内田 さやか
    • Organizer
      日本化学会 第103春季年会

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Published: 2023-12-25  

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