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2014 Fiscal Year Annual Research Report

革新的室温ガス吸着物質を指向したナノ空間中のパーフルオロアルカン疑似液相の実現

Research Project

Project/Area Number 25620187
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

松田 亮太郎  京都大学, 物質-細胞統合システム拠点, 准教授 (00402959)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Keywords多孔性配位高分子 / 吸着 / ミクロ孔 / 細孔 / 金属錯体 / MOF
Outline of Annual Research Achievements

従来の多孔性固体への吸着の概念である「細孔表面が作る規定されたエネルギーポテンシャルへの気体分子捕捉」ではなく「疑似液相が作る柔軟なエネルギーポテンシャルへの気体分子の溶解」という新概念に基づく物質設計を行い、常温・常圧での大量気体吸着物質の創製のために、気体親和性の高いパーフルオロカーボンやハロゲン化アルキル基を有する配位子の合成とそれらを用いた新しい多孔性金属の合成を行った。昨年度は銅イオンとパーフルオロ基を有するジカルボン酸を用いて2次元性の細孔物質を合成することに成功したが、本年度は新たに、亜鉛イオンとハロゲン化アルキル基を有する多孔性金属錯体PCP1およびPCP2の合成に成功した。PCP1およびPCP2はともに直径1nm程度のヘキサゴナル形状を有する一次元ナノチャンネルを有しており、その細孔には置換基のアルキル基が充填されていた。吸着測定を行った結果、驚くべきことに空間が充填されているにも関わらず、二酸化炭素を吸着可能であることが分かった。これは、空間内に充填されているアルキル基が二酸化炭素分子に対して誘導適合型に構造変化し、吸着を実現する新しい吸着現象と考えられる。また吸着等温線はゲート型と呼ばれる特定の圧力で急激に吸着が誘起されるタイプを示した。通常このようなゲート型は柔軟なフレームワークによって実現されると考えられていたが、本研究課題で合成したPCP1、およびPCP2は剛直なフレームワークで構造体が形成されており、構造変化を示しにくい構造体であった。今後は本研究で提案した概念による物質合成を様々な配位子系において展開し、ゲート型吸着をはじめとした吸着の科学の新しい展開が大いに期待できる。

  • Research Products

    (3 results)

All 2015 2014

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (1 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Porous coordination polymers with ubiquitous and biocompatible metals and a neutral bridging ligand2014

    • Author(s)
      Shin-ichiro Noro, Junya Mizutani, Yuh Hijikata, Ryotaro Matsuda, Hiroshi Sato, Susumu Kitagawa, Kunihisa Sugimoto, Yasutaka Inubushi, Kazuya Kubo, Takayoshi Nakamura
    • Journal Title

      Nat. Commun.

      Volume: 6 Pages: 5851

    • DOI

      doi:10.1038/ncomms6851

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Amine-Responsive Adaptable Nanospaces: Fluorescent Porous Coordination Polymer for Molecular Recognition2014

    • Author(s)
      Ritesh Haldar, Ryotaro Matsuda, Susumu Kitagawa, Subi J. George and Tapas Kumar Maji
    • Journal Title

      Angew. Chem. Int. Ed.

      Volume: 53 Pages: 11772-11777

    • DOI

      10.1002/ange.201405619

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 金属錯体ナノ空間の特異的分子認識・捕捉・変換機能2015

    • Author(s)
      松田 亮太郎
    • Organizer
      日本化学会第95春季年会
    • Place of Presentation
      日本大学理工学部船橋キャンパス
    • Year and Date
      2015-03-29
    • Invited

URL: 

Published: 2016-06-01  

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