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金属水酸化物の局所構造制御に向けた新しいビルディングブロックの開発

Research Project

Project/Area Number 18J22562
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Inorganic materials/Physical properties
Research InstitutionWaseda University
Research Fellow 村松 佳祐  早稲田大学, 先進理工学研究科, 特別研究員(DC1)
Project Period (FY) 2018-04-25 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2020: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords層状金属水酸化物 / ハイブリッド / ナノシート / アルコキシド
Outline of Annual Research Achievements

多様な金属種で構成可能な層状金属水酸化物は、エネルギー貯蔵・変換材料として応用が期待されている物質群である。本研究課題では、複数の金属種からなる層状金属水酸化物の層内における局所的な金属種の配置や分布に着目し、これら局所構造を制御可能な新しい合成技術の開発を目的として研究を進めている。
概念実証に向け、様々な有機配位子を用いた表面修飾により、水酸化物の前駆体となるクラスター・オリゴマー・ナノ粒子等を合成し、構造を維持しつつ連結させるプロセスを検討している。前年度までに、層表面がメトキシ化された金属水酸化物微粒子を加水分解することで、厚さ1.2 nmほどの極めて薄いナノシートが形成することが分かっている。加水分解前は10-20 nm程度の微粒子が得られているのに対し、加水分解後はラテラルサイズ数百ナノメートルオーダーのナノシートが多数確認されることから、加水分解過程での結晶成長反応の進行が予想される。そこで今年度はアルコキシドの加水分解プロセスを詳細に調査した。
メトキシ化水酸化ニッケルを加水分解し反応時間ごとの形態をAFMにより評価したところ、加水分解初期にラテラルサイズの小さなナノシートが観測され、時間経過に伴いサイズが増加する様子を確認した。この結果は、メトキシ化水酸化ニッケルの加水分解はトポケミカルに進行し、生成したナノシート核が二次元的に結晶成長していくことを示している。この成長反応のコントロールにより、異種オリゴマー同士を連結させるプロセスとして今後発展できる可能性があると考えている。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report

Research Products

(22 results)

All 2021 2020 2019 2018 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (16 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Direct bottom-up synthesis of size-controlled monodispersed single-layer magnesium hydroxide nanosheets modified with tripodal ligands2021

    • Author(s)
      Muramatsu Keisuke、Kamiusuki Yuya、Kuroda Yoshiyuki、Wada Hiroaki、Shimojima Atsushi、Kuroda Kazuyuki
    • Journal Title

      Dalton Transactions

      Volume: 50 Pages: 3121-3126

    • DOI

      10.1039/d1dt00207d

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Hydrolysis of Methoxylated Nickel Hydroxide Leading to Single-Layer Ni(OH)2 Nanosheets2021

    • Author(s)
      Muramatsu Keisuke、Kuroda Yoshiyuki、Wada Hiroaki、Shimojima Atsushi、Kuroda Kazuyuki
    • Journal Title

      Inorganic Chemistry

      Volume: - Pages: 7094-7100

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.0c03830

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Selective Covalent Modification of Layered Double Hydroxide Nanoparticles with Tripodal Ligands on Outer and Interlayer Surfaces2020

    • Author(s)
      Muramatsu Keisuke、Hayashi Shiori、Kuroda Yoshiyuki、Oka Yuya、Wada Hiroaki、Shimojima Atsushi、Kuroda Kazuyuki
    • Journal Title

      Inorganic Chemistry

      Volume: 59 Pages: 6110-6119

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.0c00192

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Precise size control of layered double hydroxide nanoparticles through reconstruction using tripodal ligands2018

    • Author(s)
      Yoshiyuki Kuroda, Yuya Oka, Tadao Yasuda, Tatsuyuki Koichi, Keisuke, Muramatsu, Hiroaki Wada, Atsushi Shimojima, Kazuyuki Kuroda
    • Journal Title

      Dalton Transactions

      Volume: 47 Pages: 12884-12892

    • DOI

      10.1039/c8dt02190b

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ハイブリッド層状水酸化物のボトムアップ合成2018

    • Author(s)
      黒田義之, 村松佳祐, 黒田一幸
    • Journal Title

      セラミックス

      Volume: 53 Pages: 331-334

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 積層方向へ優先的に結晶成長した層状水酸化ニッケルの液相合成2021

    • Author(s)
      神場未菜, 村松佳祐, 山田裕美子, 和田宏明, 下嶋敦, 黒田一幸
    • Organizer
      2020年度第7回ZAIKEN Festa
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Direct synthesis of interlayer-modified layered double hydroxide nanoparticles with tripodal ligands and their facile delamination behavior2020

    • Author(s)
      Keisuke Muramatsu, Shiori Hayashi, Yoshiyuki Kuroda, Yuya Oka, Hiroaki Wada, Atsushi Shimojima, Kazuyuki Kuroda
    • Organizer
      The 4th Asian Clay Conference (ACC-2020)
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 層状水酸化ニッケルの結晶形態に及ぼすアミン系配位子の効果2020

    • Author(s)
      神場未菜, 村松佳祐, 山田裕美子, 和田宏明, 下嶋敦, 黒田一幸
    • Organizer
      公益社団法人日本セラミックス協会第33回秋季シンポジウム
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 三脚型配位子により修飾された単分散性水酸化マグネシウムナノシートの直接合成2020

    • Author(s)
      上宇宿雄哉, 村松佳祐, 黒田義之, 和田宏明, 下嶋敦, 黒田一幸
    • Organizer
      第10回CSJ化学フェスタ2020
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] アミン系配位子存在下での層状水酸化ニッケルの結晶成長挙動2020

    • Author(s)
      神場未菜, 村松佳祐, 山田裕美子, 和田宏明, 下嶋敦, 黒田一幸
    • Organizer
      第10回CSJ化学フェスタ2020
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] メソ構造体シリカナノ粒子上でのジスルフィド結合で架橋された有機シロキサンの析出2020

    • Author(s)
      内田梨花, 村松佳祐, 嘉陽真弓, 山本瑛祐, 和田宏明, 下嶋敦, 黒田一幸
    • Organizer
      第10回CSJ化学フェスタ2020
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 三脚型配位子により修飾された水酸化マグネシウムナノシートの結晶成長挙動2020

    • Author(s)
      上宇宿雄哉, 村松佳祐, 黒田義之, 和田宏明, 下嶋敦, 黒田一幸
    • Organizer
      第49回結晶成長国内会議
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] アミン系配位子を用いた層状水酸化ニッケルの積層方向への異方成長2020

    • Author(s)
      神場未菜, 村松佳祐, 山田裕美子, 和田宏明, 下嶋敦, 黒田一幸
    • Organizer
      日本化学会第100春季年会(2020)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 三脚型配位子存在下における金属水酸化物ナノシートの形成2019

    • Author(s)
      上宇宿雄哉, 村松佳祐, 黒田義之, 和田宏明, 下嶋敦, 黒田一幸
    • Organizer
      日本ゾルーゲル学会第17回討論会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Hydrolysis of Methoxylated Layered Metal Hydroxides for Facile Preparation of Metal Hydroxide Nanosheets2019

    • Author(s)
      Keisuke Muramatsu, Yoshiyuki Kuroda, Hiroaki Wada, Atsushi Shimojima, Kazuyuki Kuroda
    • Organizer
      XX International Sol-Gel Conference
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 三脚型配位子存在下における金属水酸化ナノシートのボトムアップ合成2019

    • Author(s)
      上宇宿雄哉, 村松佳祐, 黒田義之, 和田宏明, 下嶋敦, 黒田一幸
    • Organizer
      第9回CSJ化学フェスタ2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Interlayer Modification of Layered Nickel Hydroxides Using Tripodal Ligands With Quaternary Ammonium Cation Groups2019

    • Author(s)
      Yumiko Yamada, Keisuke Muramatsu, Shiori Hayashi, Yoshiyuki Kuroda, Hiroaki Wada, Atsushi Shimojima, Kazuyuki Kuroda
    • Organizer
      日本化学会第99春季年会(2019)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 水酸化物マグネシウムの形態に及ぼす三脚型配位子の効果2019

    • Author(s)
      上宇宿雄哉, 村松佳祐, 黒田義之, 和田宏明, 下嶋敦, 黒田一幸
    • Organizer
      日本化学会第99春季年会(2019)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Preparation of Metal Hydroxide Nanosheets through the Hydrolysis Reaction of Alkoxylated Layered Metal Hydroxides2019

    • Author(s)
      Keisuke Muramatsu, Yoshiyuki Kuroda, Hiroaki Wada, Atsushi Shimojima, Kazuyuki Kuroda
    • Organizer
      日本化学会第99春季年会(2019)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] In situ Synthesis of Magnesium Hydroxides Modified with Tripodal Ligands in an Organic Medium2018

    • Author(s)
      Keisuke Muramatsu, Yoshiyuki Kuroda, Hiroaki Wada, Atsushi Shimojima, Kazuyuki Kuroda
    • Organizer
      8th Jilin-Korea-Waseda Alliance Annual Symposium
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effective Organic Modification of Layered Double Hydroxides Nanoparticles for Controlled Nanohybridization2018

    • Author(s)
      Shiori Hayashi, Yoshiyuki Kuroda, Keisuke Muramatsu, Yuya Oka, Hiroaki Wada, Atsushi Shimojima, Kazuyuki Kuroda
    • Organizer
      The 12th SPSJ International Polymer Conference
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 黒田・下嶋・和田研究室

    • URL

      http://www.waseda.jp/sem-kuroda_lab/

    • Related Report
      2018 Annual Research Report

URL: 

Published: 2018-05-01   Modified: 2021-12-27  

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