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核形成・核成長反応制御に基づく金属イオンドープ高分子上でのMOF連続膜形成

研究課題

研究課題/領域番号 18K05281
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分36010:無機物質および無機材料化学関連
研究機関甲南大学

研究代表者

鶴岡 孝章  甲南大学, フロンティアサイエンス学部, 准教授 (20550239)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード金属有機構造体(MOF) / 配位高分子 / 自己組織化 / 金属有機構造体 / 薄膜 / パターニング / 界面合成 / 反応速度 / MOF薄膜
研究成果の概要

金属イオンドープ基板を金属有機構造体(MOF)形成における前駆体として用い、核形成および核成長速度制御に基づくMOF連続膜形成技術の開発を行った。その結果、基板にドープした金属イオンの溶出速度および錯形成速度を調整することによりMOF結晶における核形成・核成長速度を制御することが可能であった。核形成・核成長速度を制御することによりMOF膜を形成する結晶サイズを制御することが可能となり、さらにそれぞれの結晶が融合した連続膜を形成することに成功した。本手法は、様々なMOFだけではなく、結晶内に孔を有していない配位高分子などに対しても適用可能であることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまでのMOF薄膜形成プロセスとは異なり金属イオンドープ基板を反応前駆体およびMOF膜支持基板として用い、その成長過程を基礎学術的な物理化学に基づき解析したことにより、MOF合成プロセスにおいて未知であった反応初期過程における成長を可視化したことは非常に意義深い結果であると考えられる。また、MOF薄膜は物質分離膜としての応用展開が期待されており、MOF分離膜開発においても非常に有用な知見になり得ると考えられる。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 6件、 招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] IRCELYON/Universite Claude Bernard Lyon 1(フランス)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] IRCELYON/Universite Claude Bernard Lyon 1(フランス)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Formation of Metal-Organic Frameworks on Metal Ion-Doped Polymer Substrate: In-Depth Time-Course Analysis using Scanning Electron Microscopy2019

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Tsuruoka, Manami Hata, Shoya Hirao, Takashi Ohhashi, Yohei Takashima, Kensuke Akamatsu
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 35 号: 32 ページ: 10390-10396

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.9b01676

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Control of the nucleation and growth processes of metal-organic frameworks using a metal ion-doped polymer substrate for the construction of continuous films2019

    • 著者名/発表者名
      Takashi Ohhashi, Takaaki Tsuruoka, Yohei Takashima, Kensuke Akamatsu
    • 雑誌名

      CrystEngComm

      巻: 21 号: 33 ページ: 4851-4854

    • DOI

      10.1039/c9ce01054h

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 固液界面での選択的MOF形成2019

    • 著者名/発表者名
      鶴岡孝章、平尾翔也、髙嶋洋平、赤松謙祐
    • 雑誌名

      日本接着学会誌

      巻: 55 号: 3 ページ: 301-307

    • DOI

      10.1021/acs.cgd.9b01622

    • NAID

      130007701593

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 高分子表面上での金チオラート配位高分子膜の合成2021

    • 著者名/発表者名
      鶴岡孝章、大橋卓史、デメッセンス・オード、髙嶋洋平、赤松謙祐
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 高分子基板上に直接合成した金属有機構造体の構造転移の評価2021

    • 著者名/発表者名
      平尾翔也、髙嶋洋平、赤松謙祐、鶴岡孝章
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 金属イオンドープ高分子基板上での相互貫入型金属有機構造体の直接合成2020

    • 著者名/発表者名
      平尾翔也、髙嶋洋平、赤松謙祐、鶴岡孝章
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Control of nucleation and growth process of MOFs using metal ion-doped polymer substrate for constructing the continuous MOF films2019

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Tsuruoka
    • 学会等名
      International Conference on Advanced Structural and Functional Materials
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 高分子フィルム上での相互貫入型金属有機構造体の構造転移挙動評価2019

    • 著者名/発表者名
      平尾翔也、髙嶋洋平、赤松謙祐、鶴岡孝章
    • 学会等名
      錯体化学会第69回討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Characterization for Structural Transformation Behavior of Interpenetrated Metal-Organic Frameworks Formed on a Polymer Substrate2019

    • 著者名/発表者名
      Shoya Hirao, Yohei Takashima, Kensuke Akamatsu, Takaaki Tsuruoka
    • 学会等名
      OKINAWA COLLOIDS 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 銅イオン及び4-メルカプト安息香酸からなる配位高分子薄膜の構造制御2019

    • 著者名/発表者名
      宮下友里、髙嶋洋平、赤松謙祐、鶴岡孝章
    • 学会等名
      第21回関西表面技術フォーラム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 金属イオンドープポリマー上に形成した相互貫入型金属有機構造体の構造転移挙動評価2019

    • 著者名/発表者名
      平尾翔也、髙嶋洋平、赤松謙祐、鶴岡孝章
    • 学会等名
      第21回関西表面技術フォーラム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 界面合成法を用いた金属イオンドープ高分子基板上での相互貫入型金属有機構造体の合成2019

    • 著者名/発表者名
      平尾翔也、大橋卓史、髙嶋洋平、赤松謙祐、鶴岡孝章
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 金属イオンドープ高分子上におけるMOF膜形成プロセスの解析2019

    • 著者名/発表者名
      畠茉奈美、大橋卓史、髙嶋洋平、赤松謙祐、鶴岡孝章
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 高分子フィルム上での多孔性金属錯体の結晶成長制御2019

    • 著者名/発表者名
      大橋卓史、鶴岡孝章、髙嶋洋平、赤松謙祐
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 金属イオン高分子フィルム上でのMOF結晶成長解析2018

    • 著者名/発表者名
      畠茉奈美、大橋卓史、髙嶋洋平、赤松謙祐、鶴岡孝章
    • 学会等名
      錯体化学会第68回討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Controlling the orientation of MOF crystals by an interfacial growth approach using a metal ion-doped polymer substrate2018

    • 著者名/発表者名
      Takashi Ohashi, Yohei Takashima, Kensuke Akamatsu, Takaaki Tsuruoka
    • 学会等名
      43rd International Conference on Coordination Chemistry (ICCC2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Interfacial synthesis of MOFs using metal ion-doped polymer2018

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Tsuruoka, Takashi Ohhashi, Yohei Takashima, Kensuke Akamatsu
    • 学会等名
      43rd International Conference on Coordination Chemistry (ICCC2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Controlling the orientation of metal-organic framework crystals by an interfacial growth approach usig a metal ion-doped polymer substrate2018

    • 著者名/発表者名
      Takashi Ohashi, Yohei Takashima, Kensuke Akamatsu, Takaaki Tsuruoka
    • 学会等名
      EMN Barcelona Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Interfacial synthetic approach for constructing metal-organic frameworks using metal ion-doped polymer substrate2018

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Tsuruoka
    • 学会等名
      EMN Barcelona Meeting
    • 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] 金属イオンドープポリマー上での相互貫入型金属有機構造体の合成2018

    • 著者名/発表者名
      平尾翔也、濵上留帆、大橋卓史、髙嶋洋平、赤松謙祐、鶴岡孝章
    • 学会等名
      第69回コロイドおよび界面化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 金属イオンドープポリマー上での相互貫入型金属有機構造体の合成2018

    • 著者名/発表者名
      平尾翔也、濵上留帆、大橋卓史、髙嶋洋平、赤松謙祐、鶴岡孝章
    • 学会等名
      第20回関西表面技術フォーラム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 金属ナノ粒子@メソポーラスシリカ@多孔性金属錯体3層構造体の創製2018

    • 著者名/発表者名
      大橋卓史、鶴岡孝章、髙嶋洋平、赤松謙祐
    • 学会等名
      第20回関西表面技術フォーラム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [図書] PCP/MOFおよび各種多孔質材料の 作り方,使い方,評価解析2019

    • 著者名/発表者名
      大橋卓史、髙嶋洋平、赤松謙祐、鶴岡孝章
    • 総ページ数
      639
    • 出版者
      技術情報協会
    • ISBN
      9784861047695
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 甲南大学フロンティアサイエンス学部・ナノ材料化学研究室

    • URL

      http://www.konan-u.ac.jp/hp/FIRST_nanomaterials/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 甲南大学フロンティアサイエンス学部・ナノ材料科学研究室

    • URL

      http://www.konan-u.ac.jp/hp/FIRST_nanomaterials/

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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