温和な条件下での水素分子活性化を目指した錯体触媒内包ナノ空間の創製

• 研究課題/領域番号: 15K17836
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 無機化学
• 研究機関: 甲南大学
• 研究代表者: 高嶋 洋平 甲南大学, フロンティアサイエンス学部, 助教 (40720652)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2015年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
• キーワード: 多孔性金属錯体 / 不均一系触媒 / 水素 / 触媒

研究成果の概要

水素ガスを用いた水素化反応は一般に高圧条件下で行われるが、水素ガスは爆発性の性質を有していることから、低圧条件で行うことが安全面の観点からは望ましい。そこで本研究では、ガス吸着を得意とする多孔性金属錯体（MOF）と水素化反応の触媒となるロジウム錯体を複合化させることにより低圧条件下での水素化反応の開発を目指した。結果、得られた複合体を用いると、ロジウム錯体単体では反応が進行しない低圧水素条件においても良好に水素化反応が進行した。これにより、MOFが水素ガスの濃縮とそれに続く水素化反応に正の効果を与えていることが明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] An Integrated Function System Using Metal Nanoparticle@Mesoporous Silica@Metal-Organic Framework Hybrids (2017)
  • 著者名/発表者名: Takashi Ohhashi, Takaaki Tsuruoka, Kohei Inoue, Yohei Takashima, Kensuke Akamatsu
  • 雑誌名: Microporous and Mesoporous Materials 巻: 245 ページ: 104-108
  • DOI: 10.1016/j.micromeso.2017.02.074
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interfacial Synthetic Approach for Constructing Metal-Organic Framework Crystals Using Metal Ion-Doped Polymer Substrate (2016)
  • 著者名/発表者名: Takaaki Tsuruoka, Misato Kumano, Koji Mantani, Tetsuhiro Matsuyama, Ayumi Miyanaga, Takashi Ohhashi, Yohei Takashima, Hideto Minami, Toyoko Suzuki, Kaori Imagawa, Kensuke Akamatsu
  • 雑誌名: Crystal Growth & Design 巻: 16 号: 5 ページ: 2472-2476
  • DOI: 10.1021/acs.cgd.6b00007
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Morphology Control of Metal－Organic Frameworks Based on Paddle-Wheel Units on Ion-Doped Polymer Substrate Using an Interfacial Growth Approach (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Tsuruoka, K. Mantani, A. Miyanaga, T. Matsuyama, T. Ohhashi, T. Takashima, K. Akamatsu
  • 雑誌名: Langmuir 巻: 32 号: 24 ページ: 6068-6073
  • DOI: 10.1021/acs.langmuir.6b01687
  • 査読あり
• [雑誌論文] Site-selective growth of metal-organic frameworks using an interfacial growth approach combined with VUV photolithography (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Tsuruoka, T. Matsuyama, A. Miyanaga, T. Ohhashi, T. Takashima, K. Akamatsu
  • 雑誌名: RSC Advances 巻: 6 号: 81 ページ: 77297-77300
  • DOI: 10.1039/c6ra18340a
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Unusual Colorimetric Change for Alkane Solvents with a Porous Coordination Framework (2016)
  • 著者名/発表者名: Yohei Takashima, Yasushi Sato, Takaaki Tsuruoka, Kensuke Akamatsu
  • 雑誌名: Inorganic Chemistry 巻: 55 号: 22 ページ: 11617-11620
  • DOI: 10.1021/acs.inorgchem.6b01754
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Metal nanocrystal/metal-organic framework core/shell nanostructure from selective self-assembly induced by localization of metal ion precursors on nanocrystal surface (2015)
  • 著者名/発表者名: Takashi Ohhashi, Takaaki Tsuruoka, Tetsuhiro Matsuyama, Yohei Takashima, Hidemi Nawafune, Hideto Minami, Kensuke Akamatsu
  • 雑誌名: Jounal of Colloid and Interface Science 巻: 451 ページ: 212-215
  • DOI: 10.1016/j.jcis.2015.03.044
  • 査読あり
• [学会発表] ジメチルアミンボランを還元剤として用いた多孔性金属錯体内での金属ナノ粒子合成 (2017)
  • 著者名/発表者名: 佐藤泰士、髙嶋洋平、中上まどか、鶴岡孝章、赤松謙祐
  • 学会等名: 日本化学会第９７春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学（神奈川県、横浜市）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] MOF内へのロジウム錯体触媒の固定化と触媒活性評価 (2017)
  • 著者名/発表者名: 髙嶋洋平、福原良昌、佐藤泰士、鶴岡孝章、赤松謙祐
  • 学会等名: 日本化学会第９７春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学（神奈川県、横浜市）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] イオン交換反応による均一系錯体触媒のMOFへの固定化と触媒活性評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 福原良昌、髙嶋洋平、佐藤泰士、鶴岡孝章、赤松謙祐
  • 学会等名: 第１８回関西表面技術フォーラム
  • 発表場所: 甲南大学（兵庫県、神戸市）
  • 年月日: 2016-11-17
• [学会発表] DMABを気相還元剤として用いたポーラスマトリックス内での金属ナノ構造体形成 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中上まどか、髙嶋洋平、鶴岡孝章、赤松謙祐
  • 学会等名: 第１８回関西表面技術フォーラム
  • 発表場所: 甲南大学（兵庫県、神戸市）
  • 年月日: 2016-11-17
• [学会発表] Stable immobilization of homogeneous Rh complex catalyst inside metal-organic framework by ion-exchange reaction for improved reactivity and reusability (2016)
  • 著者名/発表者名: Yohei Takashima, Yoshimasa Fukuhara, Yasushi Sato, Takaaki Tsuruoka, Kensuke Akamatsu
  • 学会等名: 錯体化学会第66回討論会
  • 発表場所: 福岡大学（福岡県、福岡市）
  • 年月日: 2016-09-10
• [学会発表] 多孔性金属錯体/イオン液体複合体の合成と機能 (2016)
  • 著者名/発表者名: 佐藤泰士、髙嶋洋平、横山舞、鶴岡孝章、赤松謙祐
  • 学会等名: 錯体化学会第66回討論会
  • 発表場所: 福岡大学（福岡県、福岡市）
  • 年月日: 2016-09-10
• [学会発表] Colorimetric Alkane Sensing using Porous Coordination Framework (2016)
  • 著者名/発表者名: Yohei Takashima, Yasushi Sato, Takaaki Tsuruoka, Kensuke Akamatsu
  • 学会等名: International Conference on Coordination Chemistry, 2016
  • 発表場所: Brest, France
  • 年月日: 2016-07-03
  • 国際学会
• [学会発表] 炭化水素ゲスト分子で色調が変化する多孔性金属錯体システムの開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 高嶋洋平、佐藤泰士、鶴岡孝章、赤松謙祐
  • 学会等名: 日本化学会第96春季年会
  • 発表場所: 同志社大学（京都府・京田辺市）
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] 加圧水素還元による多孔性金属錯体内での金属ナノ粒子合成 (2016)
  • 著者名/発表者名: 佐藤泰士、高嶋洋平、鶴岡孝章、赤松謙祐
  • 学会等名: 日本化学会第96春季年会
  • 発表場所: 同志社大学（京都府・京田辺市）
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] スルホン酸基を有するMOF細孔内での銀ナノ粒子合成 (2015)
  • 著者名/発表者名: 佐藤泰士、高嶋洋平、鶴岡孝章、赤松謙祐
  • 学会等名: 第17回関西表面技術フォーラム
  • 発表場所: 甲南大学（兵庫県・神戸市）
  • 年月日: 2015-11-26
• [学会発表] 多孔性金属錯体を用いた炭化水素比色センサーの開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高嶋洋平、佐藤泰士、鶴岡孝章、赤松謙祐
  • 学会等名: 錯体化学会第65回討論会
  • 発表場所: 奈良女子大学（奈良県・奈良市）
  • 年月日: 2015-09-21
• [学会発表] 水素を還元剤として用いた多孔性金属錯体内での金属ナノ粒子精密合成 (2015)
  • 著者名/発表者名: 佐藤泰士、高嶋洋平、鶴岡孝章、赤松謙祐
  • 学会等名: 錯体化学会第65回討論会
  • 発表場所: 奈良女子大学（奈良県・奈良市）
  • 年月日: 2015-09-21