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2012 Fiscal Year Annual Research Report

金属サブナノクラスターの精密な構成原子数制御法の開発

Research Project

Project/Area Number 23656514
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

水垣 共雄  大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (50314406)

Keywordsサブナノクラスター / デンドリマー / パラジウム / 触媒 / ナノ反応場
Research Abstract

本課題では、粒子径1nm以下のサブナノ金属クラスターの精密合成法の開発を目的としている。サブナノクラスターでは、ほぼすべての構成原子が表面に露出しており特異な反応性が期待されるものの、その精密な合成法は未だ確立されていない。本年度は、デンドリマー内部に取り込むPd(II)イオン数や還元条件を制御することで、1nm付近のPdクラスターの選択的合成を行った。Pd(II)イオンの取込み方法は、Pd水溶液とデンドリマー溶液との攪拌、抽出法を適用し、還元剤の量、反応温度を制御することで、より精密なクラスター調製を行った。
これらのサブナノPdクラスターの反応性を検討するために、アリル位置換反応や水素化反応を検討し、サブナノ領域におけるクラスターサイズ依存性がクラスターの電子状態変化に基づくことを明らかにした。
さらに、異なる階層構造を有するデンドリマーの設計によりコア-シェル型デンドリマーの合成を行い、さらにこのデンドリマーを用いてサイズ制御されたサブナノPdクラスターを調製した。この、デンドリマー内包Pdクラスターを用いて水素化反応、水素-重水素交換反応を行い、クラスターサイズに依存した反応性が発現することを見出した。これらの調製したサブナノPdクラスターは電子顕微鏡観察による構造解析が困難であることから、高輝度放射光施設を利用したX線吸収微細構造解析によりサイズの確認および電子状態の解明を行い、Pdクラスターの電子状態の変化を見出した。サブナノ領域での電子状態の変化は、クラスターの構造およびデンドリマーとクラスターとの相互作用に由来すると考えられる。

  • Research Products

    (13 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (7 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Investigation of Size-dependent Properties of Sub-nanometer Palladium Clusters Encapsulated within a Polyamine Dendrimer.2013

    • Author(s)
      Takayuki Kibata, Takato Mitsudome, TomooMizugaki , Koichiro Jitsukawa , Kiyotomi Kaneda
    • Journal Title

      Chem. Commun

      Volume: 49巻 Pages: 167-169

    • DOI

      DOI:10.1039/C2CC37038G

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Size Selective Synthesis of Subnano Pd Clusters using Core[poly(propylene imine)]-shell[poly(benzylether)] Hybrid Dendrimers.2013

    • Author(s)
      Tomoo Mizugaki; Takayuki Kibata; Takato Mitsudome; Koichiro Jitsukawa; Kiyotomi Kaneda
    • Journal Title

      Chem. Lett.

      Volume: 42 Pages: 313-315

    • DOI

      10.1246/cl.2013.313

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Intermolecular cyclization of g-acetylenic acids using dendrimer-encapsulated Pd2+ catalysts.2012

    • Author(s)
      Zen Maeno; Takato Mitsudome; Tomoo Mizugaki; Koichiro Jitsukawa; Kiyotomi Kaneda
    • Journal Title

      Heterocycles

      Volume: 86 Pages: 947-954

    • DOI

      DOI: 10.3987/COM-12-S(N)96

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Novel Catalysis in Internal Nanocavity of Polyamine Dendrimer for Intramolecular Michael reaction2012

    • Author(s)
      Zen Maeno; Takato Mitsudome; Tomoo Mizugaki; Koichiro Jitsukawa; Kiyotomi Kaneda
    • Journal Title

      Chem. Lett.

      Volume: 41 Pages: 801-803

    • DOI

      10.1246/cl.2012.801

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] グリーン・サステイナブルケミストリーを指向した固体金属触媒の開発2012

    • Author(s)
      金田清臣; 水垣共雄
    • Journal Title

      化学と工業

      Volume: 65 Pages: 613-615

  • [Presentation] γ-acetylenic acidの高選択的な分子内環化反応に向けたデンドリマー内包Pd触媒の開発

    • Author(s)
      前野禅, 満留敬人, 水垣共雄, 實川浩一郎, 金田清臣
    • Organizer
      第111回触媒討論会
    • Place of Presentation
      関西大学(大阪府)
  • [Presentation] 固体酸とポリアミンデンドリマーを用いたアセタール化合物から不飽和ニトリルへのone-pot触媒反応系の開発,

    • Author(s)
      露崎貴宏, 木畑貴行, 前野禅, 満留敬人, 水垣共雄, 實川浩一郎, 金田清臣
    • Organizer
      日本化学会第93春季年会
    • Place of Presentation
      立命館大学(滋賀県)
  • [Presentation] ポリプロピレンイミンデンドリマーのナノ空孔を触媒反応場とした分子内環化反応

    • Author(s)
      前野禅, 満留敬人, 水垣共雄, 實川浩一郎, 金田清臣
    • Organizer
      日本化学会第93春季年会
    • Place of Presentation
      立命館大学(滋賀県)
  • [Presentation] 酸と塩基のsite-isolationを可能にするデンドリマーを用いたone-pot反応系の開発

    • Author(s)
      露崎貴宏, 木畑貴行, 満留敬人, 水垣共雄, 實川浩一郎, 金田清臣
    • Organizer
      第5回触媒表面化学研究発表会
    • Place of Presentation
      関西大学(大阪府)
  • [Presentation] ポリアミンデンドリマーの内部空孔を触媒反応場とする分子内環化反応

    • Author(s)
      前野禅, 満留敬人, 水垣共雄, 實川浩一郎, 金田清臣
    • Organizer
      第110回触媒討論会
    • Place of Presentation
      九州大学(福岡県)
  • [Presentation] Controlled Synthesis of Subnano Pd Cluster Catalysts by Fine Tuning of Dendrimers

    • Author(s)
      T. Mizugaki, T. Kibata, Z. Maeno, T. Mitsudome, K. Jitsukawa, K. Kaneda
    • Organizer
      Nanotech2012, Symposium on Nanomaterials for Catalysis
    • Place of Presentation
      Santa Clara, California, U.S.A
  • [Presentation] Novel Catalysis of Dendrimer: Efficient Nanocavity of Polyamine Dendrimer for Intramolecular Michael Reaction

    • Author(s)
      Z. Maeno, T. Mitsudome, T. Mizugaki, K. Jitsukawa, K. Kaneda
    • Organizer
      Nanotech2012, Symposium on Nanomaterials for Catalysis
    • Place of Presentation
      Santa Clara, California, U.S.A
  • [Book] Dendritic Nanocatalysts. In Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology the 3rd Edition ed.; Taylor & Francis Group2013

    • Author(s)
      Kiyotomi Kaneda; Tomoo Mizugaki
    • Total Pages
      -
    • Publisher
      CRC Press

URL: 

Published: 2014-07-24  

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