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フッ素化炭素材料の新規合成法開発と電気化学的応用

研究課題

研究課題/領域番号 17K14544
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 無機工業材料
研究機関京都大学

研究代表者

松本 一彦  京都大学, エネルギー科学研究科, 准教授 (30574016)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードフッ素化 / 炭素材料 / 四フッ化硫黄 / 蓄電デバイス / 炭素 / 電極 / エネルギー貯蔵 / 電気化学材料 / フッ素化学
研究成果の概要

炭素材料をフッ素化することで、高い機能性を発現させられることが知られている。本研究では、含酸素官能基を選択的にフッ素化できる四フッ化硫黄を用いて、炭素材料をフッ素化することにより、高機能性を有する炭素材料を合成し、その構造と電気化学的特性を調べた。酸化黒鉛、活性炭に四フッ化硫黄を反応させたところ、ある条件下においては特定の官能基をフッ素化することでフッ素化度の高い生成物が得られることが分かった。また脱酸素フッ素化試薬の開発にも取り組んだ。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまでに炭素材料のフッ素化については多くの研究例があるが、四フッ化硫黄を用いた研究はほとんどなく、本研究は当該研究分野に新たな方向性をもたらすこととなる。これは基礎研究として多様な展開が期待されるだけではなく、蓄電デバイスに用いられる炭素材料への適用など実用的にも多角的な展開が考えられる。また、フッ素化のプロセスとしては四フッ化硫黄自体は取り扱いに専門性を有するが、ガスとしての取り扱いが可能であるため、様々な炭素材料への応用が見込まれる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Deoxofluorination of graphite oxide with sulfur tetrafluoride2020

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Hiroki、Matsumoto Kazuhiko、Matsuo Yoshiaki、Sato Yuta、Hagiwara Rika
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 49 号: 1 ページ: 47-56

    • DOI

      10.1039/c9dt03782a

    • NAID

      120006773961

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stabilization of SF5- with Glyme-Coordinated Alkali Metal Cations2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiko Matsumoto, Yuki Haruki, Shunsuke Sawada, Shigeyuki Yamada, Tsutomu Konno, Rika Hagiwara
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 57 号: 23 ページ: 14882-14889

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.8b02655

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Fluorination of graphite oxide with SF42019

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Yamamoto, Kazuhiko Matsumoto, Yoshiaki Matsuo, Yuta Sato, Rika Hagiwara
    • 学会等名
      International Conference on Fluorine Chemistry 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Reaction of SF4 with graphite oxide2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Yamamoto, Kazuhiko Matsumoto, Yoshiaki Matsuo, Yuta Sato, Rika Hagiwara
    • 学会等名
      19th European Symposium on Fluorine Chemistry
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 四フッ化硫黄による酸化黒鉛の脱酸素フッ素化が構造に与える影響2019

    • 著者名/発表者名
      山本大樹,松本一彦,松尾吉晃,佐藤雄太,萩原理加
    • 学会等名
      第42回フッ素化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Reactive fluoride ion for fluoroacid-base and fluorination reactions2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiko Matsumoto, Yuki Haruki, Shunsuke Sawada, Zhengfei Chen, Yuto Tonouchi, Rika Hagiwara
    • 学会等名
      24th Winter Fluorine Conference (ACS Division of Fluorine Chemistry)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] HF触媒存在下における酸化黒鉛とSF4の反応2018

    • 著者名/発表者名
      山本大樹、松本一彦、松尾吉晃、佐藤雄太、萩原理加
    • 学会等名
      第41回フッ素化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 酸化黒鉛とSF4の反応性にHF触媒が与える影響2018

    • 著者名/発表者名
      山本大樹、松本一彦、松尾吉晃、佐藤雄太、萩原理加
    • 学会等名
      第45回炭素材料学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] SF5 salts stabilized by glyme-coordinated alkali metal cations2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiko Matsumoto, Yuki Haruki, Shunsuke Sawada, Shigeyuki Yamada, Tsutomu Konno, Rika Hagiwara
    • 学会等名
      22nd International Symposium on Fluorine Chemistry
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 酸化グラファイトに対するSF4の脱酸素フッ素化作用及びインターカレーション2018

    • 著者名/発表者名
      山本大樹,松本一彦,松尾吉晃,佐藤雄太,萩原理加
    • 学会等名
      日本化学会第98回春季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] SF4による酸化グラファイトの脱酸素フッ素化反応2017

    • 著者名/発表者名
      山本大樹,松本一彦,松尾吉晃,佐藤雄太,萩原理加
    • 学会等名
      第44回炭素材料学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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