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金クラスター高秩序集積体の構築と触媒特性の研究

研究課題

研究課題/領域番号 14J10502
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 物理化学
研究機関東京大学

研究代表者

高野 慎二郎  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2015年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2014年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード配位子保護金クラスター / クラスター集積体 / チオラート保護金クラスター
研究実績の概要

本年度は秩序性の高いクラスター集積体を構築するため、より厳密に架橋サイトの対称性と個数を制御したクラスターの合成に取り組んだ。合成条件を検討することにより、新奇な金クラスターを単離し、その幾何構造を単結晶X線構造解析によって明らかにした。得られたクラスターは表面上に3つのカルボキシル基が三回対称を持って対称的に配置されていたことから、金属イオンとの錯形成を試みたところ吸収スペクトルの特徴的なピークが得られた沈殿では消失していた。この結果はクラスターが過剰の金属イオンに対して不安定であり分解していることを示唆している。
この結果に基づき、安定性を高めるため異なる配位子を使ったところ、別の新奇な金クラスターを単離することができた。このクラスターの構造を単結晶X線構造解析によって明らかにしたところ、4つのピリジル基がX型に配置されていることを見出した。このクラスターの詳細な評価と金属イオンとの錯形成を進めることで、秩序性の高い集積体の構築を試みている。
また、前年度報告した近赤外領域に特徴的な光吸収を示す一次元構造金クラスターの論文が受理され、本年度はその電子構造および幾何構造に関するさらなる研究を並行して行った。クラスターの合成時における紫外可視吸収スペクトルを詳細に追跡したところ、最終生成物よりも短波長側に顕著な吸収ピークが合成中に現れており、それが反応の進行とともに長波長側にシフトしていることがわかった。また、これらの中間状態において反応を停止し、その生成物をポリアクリルアミドゲル電気泳動により分析したところ、サイズが大きくなるにつれて近赤外領域の吸収が長波長側にシフトしていたことから、このクラスターのもつに一次元構造のサイズが強く電子状態に影響を与えていることがわかった。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 1件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Hierarchy of bond stiffnesses within icosahedral-based gold clusters protected by thiolates2016

    • 著者名/発表者名
      S, Yamazoe, S. Takano, W. Kurashige, T. Yokoyama, K. Nitta, Y. Negishi, T. Tsukuda
    • 雑誌名

      Nat. Commun

      巻: 7 号: 1 ページ: 10414-10414

    • DOI

      10.1038/ncomms10414

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Selective and High-Yield Synthesis of Oblate Superatom [PdAu8(PPh3)8]2+2016

    • 著者名/発表者名
      Shota Matsuo, Shinjiro Takano, Seiji Yamazoe, Kiichirou Koyasu, Tatsuya Tsukuda
    • 雑誌名

      ChemElectroChem

      巻: 未定 号: 8 ページ: 1206-1211

    • DOI

      10.1002/celc.201600115

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Slow-reduction synthesis of a thiolate-protected one-dimensional gold cluster showing an intense near-infrared absorption2015

    • 著者名/発表者名
      S. Takano, S. Yamazoe, K. Koyasu, T. Tsukuda
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 137 号: 22 ページ: 7027-7030

    • DOI

      10.1021/jacs.5b03251

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synthesis and catalytic application of Ag44 clusters supported on mesoporous carbon2015

    • 著者名/発表者名
      M. Urushizaki, H. Kitazawa, S. Takano, R. Takahata, S. Yamazoe, T. Tsukuda
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C

      巻: 119 号: 49 ページ: 27483-27488

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.5b08903

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 極細金ナノワイヤーの精密合成とその光学特性2015

    • 著者名/発表者名
      高野慎二郎, 佃達哉
    • 雑誌名

      化学と工業

      巻: 68 ページ: 1028-1028

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] A Critical Size for Emergence of Non bulk Electronic and Geometric Structures in Dodecanthiolate-Protected Au Clusters2015

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Negishi, Tafu Nakazaki, Sami Malola, Shinjiro Takano, Yoshiki Niihori, Wataru Kurashige, Seiji Yamazoe, Tatsuya Tsukuda, and Hannu Hakkinen
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 137 号: 3 ページ: 1206-1212

    • DOI

      10.1021/ja5109968

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 超原子と超原子分子:金原子がつくるナノ構造体の美の世界2014

    • 著者名/発表者名
      高野慎二郎, 佃達哉
    • 雑誌名

      化学と教育

      巻: 62 ページ: 602-605

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] A thiolate-protected gold cluster with strong near-IR absorption band: Synthesis and chracterization2015

    • 著者名/発表者名
      Shinjiro Takano, Seiji Yamazoe, Kiichirou Koyasu and Tatsuya Tsukuda
    • 学会等名
      GOLD 2015
    • 発表場所
      Cardiff City Hall, Cardiff, UK
    • 年月日
      2015-07-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis of a thiolate-protected one-dimensional gold cluster showing an intense NIR absorption band2015

    • 著者名/発表者名
      Shinjiro Takano, Seiji Yamazoe, Kiichirou Koyasu and Tatsuya Tsukuda
    • 学会等名
      International Symposium on Monolayer Protected Clusters 15 (ISMPC15)
    • 発表場所
      Yamanaka Dormitory-Naito Seminar House, Yamanashi, Japan
    • 年月日
      2015-07-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] チオラート保護一次元構造金クラスターの合成と光学特性2015

    • 著者名/発表者名
      高野慎二郎, 山添誠司, 小安喜一郎, 佃達哉
    • 学会等名
      ナノ学会第13回大会
    • 発表場所
      東北大学・片平さくらホール (宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2015-05-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 面心立方構造の量子サイズ金クラスター:精密合成と近赤外吸収バンドの観測2014

    • 著者名/発表者名
      高野慎二郎, 山添誠司, 小安喜一郎, 佃達哉
    • 学会等名
      第8回分子科学討論会
    • 発表場所
      広島大学,広島県
    • 年月日
      2014-09-21 – 2014-09-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Novel Thiolate-Protected Gold Clusters with Sub-2 nm Sized and Fcc cores: Synthesis and Optical Property2014

    • 著者名/発表者名
      Shinjiro Takano, Seiji Yamazoe, Kiichirou Koyasu, Tatsuya Tsukuda
    • 学会等名
      17th International Symposium on Small Particles and Inorganic Clusters (ISSPIC XVII)
    • 発表場所
      九州大学,福岡県
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [図書] “Chapter 2: Contlloled Synthesis: Size Control”, in Protected Metal Clusters: From Fundamentals to Applications (1st Ed.)2015

    • 著者名/発表者名
      Shinjiro Takano and Tatsuya Tsukuda
    • 総ページ数
      30
    • 出版者
      Elsevier
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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