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2015 Fiscal Year Annual Research Report

配位高分子の細孔を用いた相転移の制御

Research Project

Project/Area Number 26600026
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

山田 鉄兵  九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10404071)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2016-03-31
Keywords配位高分子 / イオン伝導 / 相転移点制御
Outline of Annual Research Achievements

イオンが運動することにより電流が発生し、電池やキャパシタといった電気化学デバイスの構築に寄与する。しかしイオンはミクロには極めて強い電場を有するため、融点が高く、伝導しにくいといった特徴を有する。我々は配位高分子のマイクロ孔に種々のイオンを導入し、クーロン場を緩和することでイオンの凍結を抑制し、高い伝導度を示すことを目指した。本課題では、種々のイオンを細孔に導入することでイオンの凍結を押さえたナノ細孔液体の構築を目指した。
上記研究を推進する上で、我々は3つの課題に挑戦した。(1)イオン性ゲスト分子を導入可能な細孔を有する配位高分子の構築。(2)イオンの導入と相挙動の評価。(3)イオン導入に伴う細孔との相互作用の制御とイオン伝導性の評価の3つである。
(1)配位高分子としては、UiO-66、Labtbの2つの配位高分子に着目した。これらは安定性も高く、比較的大きな細孔径を有しているという特徴がある。我々は特にLabtbのキラリティを制御した細孔の構築に成功した。UiO-66に種々のイオンおよび水素結合性分子を導入したところ、融点の消失がみられ、高温相が低温まで安定化していることがわかった。またLabtbへのキラルイオン性液体の導入にも成功し、やはり融点の消失が観測された。

  • Research Products

    (17 results)

All 2016 2015

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 1 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 6 results)

  • [Journal Article] Proton-Conductive Metal-Organic Frameworks2016

    • Author(s)
      Teppei Yamada, Masaaki Sadakiyo, Akihito Shigematsu, Hiroshi Kitagawa
    • Journal Title

      Bull. Chem. Soc. Jpn.

      Volume: 89 Pages: 1-10

    • DOI

      10.1246/bcsj.20150308

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A Significant Change in Selective Adsorption Behavior for Ethanol by Flexibility Control through the Type of Central Metals in a Metal-Organic Framework2016

    • Author(s)
      M. Sadakiyo, T. Yamada, K. Kato, M Takata, H. Kitagawa
    • Journal Title

      Chem. Sci.

      Volume: 7 Pages: 1349-1356

    • DOI

      10.1039/C5SC03325J

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An Electropolymerized Crystalline Film Incorporating Axially-Bound Metalloporhycenes: Remarkable Reversibility, Reproducibility, and Coloration Efficiency of Ruthenium(II/III)-Based Electrochromism2015

    • Author(s)
      Abe, Masaaki; Futagawa, Hiroki; Ono, Toshikazu; Yamada, Teppei; Kimizuka, Nobuo; Hisaeda, Yoshio
    • Journal Title

      Inorg. Chem.

      Volume: 54 Pages: 11061-11063

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.5b02129

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Lithium Ion Diffusion in a Metal-Organic Framework Mediated by an Ionic Liquid2015

    • Author(s)
      Kazuyuki Fujie, Ryuichi Ikeda, Kazuya Otsubo, Teppei Yamada, Hiroshi Kitagawa
    • Journal Title

      Chem. Mater.

      Volume: 27 Pages: 7355-7361

    • DOI

      10.1021/acs.chemmater.5b02986

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fast and long-range triplet exciton diffusion in metal–organic frameworks for photon upconversion at ultralow excitation power2015

    • Author(s)
      Prasenjit Mahato, Angelo Monguzzi, Nobuhiro Yanai, Teppei Yamada, Nobuo Kimizuka
    • Journal Title

      Nature Materials

      Volume: 14 Pages: 924-930

    • DOI

      10.1038/nmat4366

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Proton Conduction Study on Water Confined in Channel or Layer Networks of LaIIIMIII(ox)3∙10H2O (M = Cr, Co, Ru, La)2015

    • Author(s)
      Hisashi Okawa, Masaaki Sadakiyo, Kazuya Otsubo, Ko Yoneda, Teppei Yamada, Masaaki Ohba, Hiroshi Kitagawa
    • Journal Title

      Inorg. Chem.

      Volume: 54 Pages: 8529-8535

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.5b01176

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Hybrid materials of Ni NP@MOF prepared by a simple synthetic method2015

    • Author(s)
      Megumi Mukoyoshi, Hirokazu Kobayashi, Kohei Kusada, Mikihiro Hayashi, Teppei Yamada, Mitsuhiko Maesato, Jared M. Taylor, Yoshiki Kubota, Kenichi Kato, Masaki Takata, Tomokazu Yamamoto, Syo Matsumura, Hiroshi Kitagawa
    • Journal Title

      Chem. Commun.

      Volume: 51 Pages: 12463-12466

    • DOI

      10.1039/C5CC04663G

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Low temperature ionic conductor: ionic liquid incorporated within a metal–organic framework2015

    • Author(s)
      Kazuyuki Fujie, Kazuya Otsubo, Ryuichi Ikeda, Teppei Yamad, Hiroshi Kitagawa
    • Journal Title

      Chem. Sci.

      Volume: 6 Pages: 4306-4310

    • DOI

      10.1039/C5SC01398D

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Redox activity of a nanoporous metal-organic framework MIL-100 for cathode of lithium ion battery2015

    • Author(s)
      山田鉄兵
    • Organizer
      Pacifichem 2015
    • Place of Presentation
      Hawaii convention center
    • Year and Date
      2015-12-20
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Creation of chiral ionic plastic crystals and its proton conductivity2015

    • Author(s)
      山田鉄兵
    • Organizer
      Pacifichem 2015
    • Place of Presentation
      Hawaii Convention Center
    • Year and Date
      2015-12-17
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] CONTROL OF IONIC MOTION IN ASYMMETRIC NANOSPACE2015

    • Author(s)
      山田鉄兵
    • Organizer
      日中クラスター会議 10th CJSMCC
    • Place of Presentation
      福州
    • Year and Date
      2015-10-25
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] キラリティを導入した イオン性柔粘性結晶化合物の マイクロ秒スケールでの運動と カタチに由来するイオン伝導性の制御2015

    • Author(s)
      山田鉄兵
    • Organizer
      SP-8研究交流会
    • Place of Presentation
      九州大学
    • Year and Date
      2015-09-13
    • Invited
  • [Presentation] Redox stability of MIL-100(Fe) toward cathode of lithium ion battery2015

    • Author(s)
      山田鉄兵
    • Organizer
      12th International Conference on Materials Chemistry (MC12)
    • Place of Presentation
      ヨーク大学
    • Year and Date
      2015-07-20 – 2015-07-21
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] キラルな空間とイオン伝導2015

    • Author(s)
      山田鉄兵
    • Organizer
      第6回統合物質若手研究会
    • Place of Presentation
      別府ホテル清風
    • Year and Date
      2015-07-03
    • Invited
  • [Presentation] Peculiar Ion Dynamics in a Confined Ionic Packings in a Plastic Crystal Phase2015

    • Author(s)
      山田鉄兵
    • Organizer
      2015 International Conference on Nanospace Materials
    • Place of Presentation
      台湾大学
    • Year and Date
      2015-06-23
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Ion dynamics in chiral nanospace2015

    • Author(s)
      山田鉄兵
    • Organizer
      Joint Inorganic Chemistry Symposium
    • Place of Presentation
      精華大学
    • Year and Date
      2015-06-07
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] ナノ細孔を利用したイオン伝導の制御と応用2015

    • Author(s)
      山田鉄兵
    • Organizer
      日本膜学会 第37年会
    • Place of Presentation
      早稲田大学
    • Year and Date
      2015-05-15
    • Invited

URL: 

Published: 2017-01-06  

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