2023 Fiscal Year Annual Research Report
Creation of novel hydrogen boride framework materials
| Project/Area Number |
23H01843
|
|---|
| Allocation Type | Single-year Grants |
|---|
| Research Institution | University of Tsukuba |
|---|
Principal Investigator |
近藤 剛弘 筑波大学, 数理物質系, 教授 (70373305)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
|
| Keywords | ホウ化水素 / ホウ素 / フレームワーク |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、我々が世界で初めて単離生成を実現したホウ化水素シートの合成法を3次元金属ホウ化物に適用し、3次元フレームワーク構造を持つ新しいホウ化水素関連物質群を創出することを目的としています。ホウ化水素シートは二ホウ化マグネシウムのMgイオンを水素の陽イオンと交換して生成した2次元物質です。本研究では、六ホウ化カルシウム（CaB6）のようなホウ素の3次元骨格を持つ金属ホウ化物群に対して、この方法を適用し新しい3次元物質群を試みてきました。具体的には、強酸性陽イオン交換樹脂とCaB6をアセトニトリル中に共存させ、室温で4日間マグネティックスターラーで攪拌することにより、CaB6のCaカチオンをプロトンと交換させるイオン交換反応を試みました。反応後に樹脂と分離し乾燥させた反応生成物をX線光電子分光で分析したところ、Bに対するCaの量がCaB6と比べて約半分に減っていることが示されました。また、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウムを用いたイオン交換や合成時間の延長など様々な合成条件で実験を行いましたが、いずれの結果もCaが約半分減ることが示されました。また、試料中の水素量を調べるために熱重量示唆熱測定と昇温脱離測定を行った結果、400 K以上で水素（H2）の放出が認められ、試料の重量減少も認められました。以上よりCaB6 + H+ → HCa0.5B6 + 0.5Ca2+のイオン交換反応が起こったことが示唆されました。今後、構造解析や他の物質群への適用などを行い、3次元フレームワーク物質群の構築を実現する予定です。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
新しい3次元構造体が再現よく形成していることが示されており、おおむね順調に進展している。一方で結晶構造解析では母物質との区別化ができておらず、表面層以外でのイオン交換の進行が起きていない可能性があり、引き続き慎重に合成と解析を行う必要があるため、（2）とした。
|
| Strategy for Future Research Activity |
新しい3次元構造体が再現よく形成していることが示されており、おおむね順調に進展している。一方で結晶構造解析では母物質との区別化ができておらず、表面層以外でのイオン交換の進行が起きていない可能性があり、引き続き慎重に合成と解析を行う予定である。
|
-
-
[Journal Article] Controlling Photoinduced H2 Release from Freestanding Borophane Sheets Under UV Irradiation by Tuning B-H Bonds2023
Author(s)
Miwa Hikichi, Junpei Takeshita, Natsumi Noguchi, Shin-ichi Ito, Yukihiro Yasuda, Luong Thi Ta, Kurt Irvin M. Rojas, Iwao Matsuda, Satoshi Tominaka, Yoshitada Morikawa, Ikutaro Hamada, Masahiro Miyauchi, Takahiro Kondo
-
Journal Title
Advanced Materials Interfaces
Volume: 10
Pages: 2300414(1-8)
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
-
-
-
-
[Presentation] 優れた安定性を持つ酸素発生反応触媒r－BS＋G2024
Author(s)
李玲慧, 萩原聡, 姜澄, 日下陽貴, 渡邉範陳, 藤田武志, 黒田文彬, 山本明保, 宮川仁, 谷口尚, 細野秀雄, 大谷実, 近藤剛弘
Organizer
日本化学会第104春季年会(2024)
-
-
-
-
-
-
-
-
[Presentation] Enhancing the Stability of rBS+G Electrocatalyst for Efficient Oxygen Evolution Reaction2024
Author(s)
L. Li, S. Hagiwara, C. Jiang, H. Kusaka, N. Watanabe, T. Fujita, F. Kuroda, A. Yamamoto, M. Miyakawa, T. Taniguchi, H. Hosono, M. Otani, T. Kondo
Organizer
第16回日本ホウ素・ホウ化物研究会
-
-
-
-
[Presentation] 高温高圧水素処理によるホウ化水素シートの水素脱離メカニズムの探索2024
Author(s)
安田幸広, 後藤知歩, 野口夏未, 中平夕貴, 内海伶那, 齋藤寛之, 中野智志, 伊藤伸一, 引地美亜, 折茂慎一, 近藤剛弘
Organizer
第16回日本ホウ素・ホウ化物研究会
-
-
-
-
[Presentation] Development of highly stable r-BS+G electrocatalyst for the oxygen evolution reaction2023
Author(s)
Linghui Li, Satoshi Hagiwara, Cheng Jiang, Haruki Kusaka, Norinobu Watanabe, Takeshi Fujita, Fumiaki Kuroda, Akiyasu Yamamoto, Masashi Miyakawa, Takashi Taniguchi, Hideo Hosono, Minoru Otani, Takahiro Kondo
Organizer
表面界面スペクトロスコピー2023
-
-
-
-
[Presentation] Investigation of carrier properties of rhombohedral boron monosulfide and changes in properties due to impurity doping2023
Author(s)
Norinobu Watanabe, Keisuke Miyazaki, Masayuki Toyoda, Kotaro Takeyasu, Naohito Tsujii, Haruki Kusaka, Akiyasu Yamamoto, Susumu Saito, Masashi Miyakawa, Takashi Taniguchi, Takashi Aizawa, Takao Mori, Masahiro Miyauchi, Takahiro Kondo
Organizer
Materials Research Meeting 2023 (MRM2023/IUMRS-ICA2023)
Int'l Joint Research
-
-
[Presentation] r-BS as a promising high performance with strong durability metalfree electrocatalyst for OER2023
Author(s)
Linghui Li, Satoshi Hagiwara, Cheng Jiang, Haruki Kusaka, Norinobu Watanabe, Takeshi Fujita, Fumiaki Kuroda, Akiyasu Yamamoto, Masashi Miyakawa, Takashi Taniguchi, Hideo Hosono, Minoru Otani, Takahiro Kondo
Organizer
Materials Research Meeting 2023 (MRM2023/IUMRS-ICA2023)
Int'l Joint Research
-
-
[Presentation] Controlling Ultraviolet Photo-Induced H2 Release Rate by Tuning B-H Bonds in Free-Standing Borophane2023
Author(s)
Miwa Hikichi, Junpei Takeshita, Natsumi Noguchi, Shin-ichi Ito, Luong Thi Ta, Kurt Irvin M. Rojas, Iwao Matsuda, Satoshi Tominaka, Yoshitada Morikawa, Ikutaro Hamada, Masahiro Miyauchi, Takahiro Kondo
Organizer
Materials Research Meeting 2023 (MRM2023/IUMRS-ICA2023)
Int'l Joint Research
-
-
-
[Presentation] A New 2D Chemistry of Boron?2023
Author(s)
Josep M. Oliva-Enrich, Maxime Ferrer, Ibon Alkorta, Jose Elguero, Takahiro Kondo
Organizer
XLVI International Congress of Theoretical Chemists of Latin Expression
Int'l Joint Research
-
-
-
-
-
-
-
[Presentation] Experimental investigation of the carrier properties of boron monosulfide2023
Author(s)
Norinobu Watanabe, Keisuke Miyazaki, Masayuki Toyoda, Kotaro Takeyasu, Naohito Tsujii, Haruki Kusaka, Akiyasu Yamamoto, Susumu Saito, Masashi Miyakawa, Takashi Taniguchi, Takashi Aizawa, Takao Mori, Masahiro Miyauchi, Takahiro Kondo
Organizer
Annual Meeting of the Japan Society of Vacuum and Surface Science 2023
-
-
[Presentation] Boron monosulfides: a promising material used as the electrocatalyst for the oxygen evolution reaction2023
Author(s)
Linghui Li, Satoshi Hagiwara, Cheng Jiang, Haruki Kusaka, Norinobu Watanabe, Takeshi Fujita, Fumiaki Kuroda, Akiyasu Yamamoto, Masashi Miyakawa, Takashi Taniguchi, Hideo Hosono, Minoru Otani, Takahiro Kondo
Organizer
Annual Meeting of the Japan Society of Vacuum and Surface Science 2023
-
[Presentation] 菱面体硫化ホウ素のキャリア特性解析2023
Author(s)
渡邉範陳, 宮﨑啓介, 豊田雅之, 武安光太郎, 辻井直人, 日下陽貴, 山本明保, 斎藤晋, 宮川仁, 谷口尚, 相澤俊, 森孝雄, 宮内雅浩, 近藤剛弘
Organizer
第84回応用物理学会秋季学術講演会
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
