2014 Fiscal Year Annual Research Report
二酸化炭素分子に対してゲート現象を示す新規物質の創製とその機構解明
| Project/Area Number |
25620140
|
|---|
| Research Institution | Chiba University |
|---|
Principal Investigator |
加納 博文 千葉大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (60334166)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
|
| Keywords | 環境負荷低減物質 / 柔軟構造 / 二酸化炭素吸着 / 分光法 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
柔軟な構造を有するELM-11 について前期行ったESR測定に加え、77 Kにおける窒素吸着のゲートオープニング前後のIRスペクトル変化を、透過法で測定した。詳細な解析の結果、ゲートがオープニングする前ですでにスペクトルが変化することが明らかとなり、窒素分子の外表面吸着により、ビピリジン分子の振動に影響を及ぼしていることが示唆された。この影響によりゲートオープニングのトリガーになることが推測された。また、プロトン-NMR測定でゲートオープニング前後のスピン‐格子緩和時間（T1）を測定し、T1がそれに対応して変化することを確認した。これは、プロトンを有するビピリジン分子のダイナミクスに関連する変化であり、CO2の吸収により格子の中の分子のダイナミクスを示唆するデータとしてとらえることができた。
ELM-11のCO2吸収では、高い相対圧でさらに2段階目の吸収起こることが知られていたが、構造変化についてはこれまではっきりとわからなかった。そこで195 Kにおいて相対圧0.3を超える範囲で粉末X線回折測定を行い、得られた回折パターンを解析することにより、2段階ゲートオープニング後の結晶構造を明らかにした。また、その中の細孔に組み込み可能なCO2を配置し、得られた回折パターンを精密化し、CO2吸収部位を推定した。
また、昨年度調製したアミン分子を導入した酸化黒鉛（AGO）の水蒸気存在下におけるCO2吸蔵における層間距離の変化を調べた。乾燥状態の基底面間隔が0.899 nmのAGOは水蒸気の導入で1.02 nmまで拡張する。さらにCO2の導入により1.10 nmまで拡張（7.8%の拡張）が観察された。また、再度真空にすると層間は元に戻るため、蒸気の圧力による可逆的な層間の拡張・収縮が起こることが確認された。このように蒸気による層状化合物の構造変化（ゲート現象）を実証した。
|
Research Products
(17 results)
