Project/Area Number |
06J03824
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Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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Allocation Type | Single-year Grants |
Section | 国内 |
Research Field |
Functional materials/Devices
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Research Institution | University of Tsukuba |
Principal Investigator |
小林 憲史 University of Tsukuba, 大学院・数理物質科学研究科, 特別研究員(DC2)
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Project Period (FY) |
2006 – 2007
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Project Status |
Completed (Fiscal Year 2007)
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Budget Amount *help |
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2007: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
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Keywords | 多孔性材料 / 有機-金属配位結合ポリマー / 炭素材料 / フェニルエチニルベンゼン / ミクロ孔・メソ孔 / 金属混合溶融法 / 薗頭カップリング / 炭素化 / 窒素吸脱着測定 / ミクロ孔 / メソ孔 |
Research Abstract |
多孔性材料の代表的な物質である有機-金属配位結合ポリマー(MOFs)と炭素材料の架け橋としての位置付けとして、配位結合ポリマーから多孔性炭素を調製する新しい手法を試みた。この目的のためにまず、炭素化に適した熱的に安定な有機リンカーの検証を行ったところ、1,3,5-トリス(フェニルエチニル)ベンゼン誘導体が高い炭素化収率と穏やかな熱的挙動を示し、炭素化前後で構造変化の少ない骨格として有用であると分かった。そこで、様々な配位結合性官能基を有する1,3,5-トリス(フェニルエチニル)ベンゼン誘導体を、薗頭カップリングを鍵反応として高収率で合成し、続けて銅やニッケル、銀などとの配位結合ポリマーを合成した。溶液中の混合法で得たほとんどの配位結合ポリマーは低い比表面積であったが、1,3,5-トリス(ρ-カルボキシフェニルエチニル)ベンゼンのカリウム塩と銅を用いた配位結合ポリマーからはミクロ孔性、メソ孔性を示す多孔体が得られた。1,3,5-トリス(フェニルエチニル)ベンゼン誘導体自身は、炭素化によって高収率でミクロ孔性炭素に変換された。これと同じように、配位結合ポリマーも炭素化によってミクロ孔が増加したが、錯体化過程を経た炭素の方が、有機リンカーのみをそのまま炭素化した場合よりもミクロ孔容量が増加した。一方、メソ孔状態は炭素化の前後でほとんど変化しないことを確認した。このことから、メソ孔性の配位結合ポリマーは、そのメソ孔を保持したままでミクロ孔を付加した細孔状態の炭素材料へ変換されることが分かった。 また、融点や軟化点を有する有機リンカーと金属を用いる際、それらを固体のまま混ぜ合わせそのまま加熱焼成段階に移行する金属混合溶融法を試みた。この方法は通常の錯体形成反応に適さない弱い有機リンカーと金属の組み合わせにも有効で、高度に発達したミクロ孔性炭素が得られた。
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Report
(2 results)
Research Products
(8 results)