2017 Fiscal Year Annual Research Report
単層ボロンシートの合成
Publicly Offered Research
| Project Area | Science of Atomic Layer Systems |
|---|
| Project/Area Number |
16H00895
|
|---|
| Research Institution | University of Tsukuba |
|---|
Principal Investigator |
近藤 剛弘 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (70373305)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | ナノ材料 / 電子・電気材料 / 2次元シート / ホウ素 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
これまでの研究により，2硼化マグネシウム（MgB2）からMg2+イオンをキレート錯体として取り除くと，サブマイクロメートルサイズの広さを持ったハニカム構造のボロンの2次元シート（1層，2層，多層が存在）が形成することを見出してきました．興味深いことに，このボロンシートには窒素が30％以上も含有しており，詳しい解析の結果，Mg2+イオンを取り除いた直後のボロンシートが化学的に極めて活性であり，室温常圧にもかかわらずキレート剤と反応して窒素を取り込んでいることがわかりました．また，キレート剤と反応しない場合にはボロンのシート構造がくしゃくしゃな構造となった形態をとって安定化することを見出しました（特願2015-067282）．本研究ではこのような2硼化金属から形成する化学的に活性なホウ素の2次元シートを安定化させ，単層のボロフェンとして高収率に合成する方法を系統的な素過程の解析や生成物の解析を通じて新しく確立させることを目的としています．
昨年度までの研究によりキレート錯体の代りにイオン交換樹脂を用いることでMgB2のMgイオンがプロトンとイオン交換をし，2次元シートが形成することを新たに見出しました．分析の結果これはホウ素と水素で構成されるホウ化水素シートであることがわかりました．この物質はプロトンを保持しており，200 から1200 ℃の幅広い温度範囲で水素分子を放出するため，電子材料や水素吸蔵材料，固体燃料や固体酸触媒としての応用が期待できます．また既存材料との組み合わせにより資源・エネルギー・環境に関する様々な問題を解決する新しい材料としての利用が期待されます．さらに，本研究で最終目標としている単層ホウ素シートも，この物質から水素を取り除くことで生成できる可能性が見えてきました．すなわち単層のボロフェンを高収率に合成する設計指針を得ることができました．
|
| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
|
-
[Journal Article] Formation and characterization of hydrogen boride sheets derived from MgB2 by cation exchange2017
Author(s)
Hiroaki Nishino, Takeshi Fujita, Nguyen Thanh Cuong, Satoshi Tominaka, Masahiro Miyauchi, SoshiIimura, Akihiko Hirata, Naoto Umezawa, Susumu Okada, Eiji Nishibori, Asahi Fujino, TomohiroFujimori, Shin-ichi Ito, Junji Nakamura, Hideo Hosono, Takahiro Kondo
-
Journal Title
J. Am. Chem. Soc.
Volume: 139
Pages: 13761-13769
DOI
Peer Reviewed
-
-
-
-
[Presentation] ホウ化水素シートの生成と機能2018
Author(s)
西野弘晃, 藤田武志, Nguyen Thanh Cuong, 冨中悟史, 宮内雅浩, 飯村壮史, 平田秋彦, 梅澤直人, 岡田晋, 西堀英治, 藤野朝日, 藤森智博, 伊藤伸一, 中村潤児, 細野秀雄, 近藤剛弘
Organizer
第12回 日本ホウ素・ホウ化物研究会（JSBB2017）
-
-
-
-
[Presentation] Hydrogen Boride Sheets Derived from MgB2 by Cation Exchange2017
Author(s)
Hiroaki Nishino, Takeshi Fujita, Nguyen Thanh Cuong, Satoshi Tominaka, Masahiro Miyauchi, Soshi Iimura, Akihiko Hirata,Naoto Umezawa, Susumu Okada, Eiji Nishibori, Asahi Fujino, Tomohiro Fujimori, Shin-ichi Ito, Junji Nakamura, Hideo Hosono,Takahiro Kondo
Organizer
2017 Materials Research Society (MRS) Fall Meeting
Int'l Joint Research
-
[Presentation] Hydrogen Boride Sheets Derived from MgB2 by Cation Exchange2017
Author(s)
Hiroaki Nishino, Takeshi Fujita, Nguyen Thanh Cuong, Satoshi Tominaka, Masahiro Miyauchi, Soshi Iimura, Akihiko Hirata,Naoto Umezawa, Susumu Okada, Eiji Nishibori, Asahi Fujino, Tomohiro Fujimori, Shin-ichi Ito, Junji Nakamura, Hideo Hosono,Takahiro Kondo
Organizer
5th Ito International Research Center Conference "Forefront of Molecular Dynamics at Surfaces and Interfaces: from a singlemolecule to catalytic reaction"
Int'l Joint Research
-
-
[Presentation] Boron-Based Sheets Derived From MgB22017
Author(s)
Hiroaki Nishino, Takeshi Fujita, Nguyen Thanh Cuong, Satoshi Tominaka, Masahiro Miyauchi, Akiyasu Yamamoto, Soshi Iimura,Akihiko Hirata, Naoto Umezawa, Susumu Okada, Eiji Nishibori, Asahi Fujino, Tomohiro Fujimori, Shin-ichi Ito, Junji Nakamura,Hideo Hosono, Takahiro Kondo
Organizer
The Tenth International Conference on the Science and Technology for Advanced Ceramics (STAC-10)
Int'l Joint Research
-
-
